西门子S7-200 SMART 数字输入/输出 SM DT32 16DI/16DO
SIMATIC S7-200 SMART, 数字输入/输出 SM DT32,16DI/16DO, 16DI 24V DC,灌电流/拉电流, 16DO,晶体管 0.75A
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SIEMENS西门子
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以下信号模块可作为冗余 I/O。有关模块使用的最新信息,请参见自述文件或访问 http://www.siemens.com/automation/service&support 网站中的 SIMATIC 常见问题与解答(搜索关键字“冗余 I/O”)。
要考虑到只能使用具有相同产品版本和相同固件版本的模块作为冗余对。
列表: 用于冗余的信号模块
库 V5.x |
库 V4.x |
库 V3.x |
模块 |
订货号 |
---|---|---|---|---|
中央: 双通道冗余 DI |
||||
√ |
|
√ |
DI 16xDC 24V中断 |
6ES7 421–7BH0x–0AB0 |
使用非冗余编码器
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||||
√ |
|
√ |
DI 32xDC 24 V |
6ES7 4211BL0x0AA0 |
√ |
|
√ |
DI 32xUC 120V |
6ES7 421–1EL00–0AA0 |
分布式: 双通道冗余 DI |
||||
√ |
|
√ |
DI16xDC 24 V,中断 |
6ES7 3217BH000AB0 |
√ |
√ |
√ |
DI16xDC 24 V |
6ES7 3217BH010AB0 |
如果一个通道上出现错误,则整个组(2 个通道)取消激活。 使用带 HF 索引的模块时,发生通道错误时只有故障通道才会激活。 使用非冗余编码器
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||||
√ |
|
√ |
DI16xDC 24 V |
6ES7 3211BH020AA0 |
在某些系统状态下,当第二个模块的前连接器卸下后,可以快速读取第一个模块的错误值。 这可以通过使用如图F.1中那样的串联二极管来预防。 |
||||
√ |
|
√ |
DI32xDC 24 V |
6ES7 321–1BL00–0AA0 |
在某些系统状态下,当第二个模块的前连接器卸下后,可以快速读取第一个模块的错误值。 这可以通过使用如图 F.2 中那样的串联二极管来预防。 |
||||
√ |
|
√ |
DI 8xAC 120/230V |
6ES7 3211FF010AA0 |
√ |
|
√ |
DI 4xNamur [EEx ib] |
6ES7 321–7RD00–0AB0 |
在冗余模式下,不能将该模块应用在危险区域。 使用非冗余编码器
|
||||
√ |
|
√ |
DI 16xNamur |
6ES7321–7TH00–0AB0 |
使用非冗余编码器
|
||||
√ |
|
√ |
DI 24xDC 24 V |
6ES7326–1BK00–0AB0 |
标准模式下的 F 模块 |
||||
√ |
|
√ |
DI 8xNAMUR [EEx ib] |
6ES7326–1RF00–0AB0 |
标准模式下的 F 模块 |
||||
中央: 双通道冗余 DO |
||||
√ |
|
√ |
DO 32xDC 24V/0.5A |
6ES7422–7BL00–0AB0 |
不能准确判断诊断信息“P短路”、“M短路”和断路。 在组态中分别取消选择这些信息。 |
||||
√ |
|
√ |
DO 16xAC 120/230V/2A |
6ES7422–1FH00–0AA0 |
分布式: 双通道冗余 DO |
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√ |
|
√ |
DO8xDC 24 V/0.5 A |
6ES7322–8BF00–0AB0 |
诊断信息“P 短路”和“断路”无法确切地判断。 在组态中分别取消选择这些信息。 |
||||
√ |
|
√ |
DO8xDC 24 V/2 A |
6ES7322–1BF01–0AA0 |
√ |
|
√ |
DO32xDC 24 V/0.5 A |
6ES7322–1BL00–0AA0 |
√ |
|
√ |
DO8xAC 120/230 V/2 A |
6ES7322–1FF01–0AA0 |
√ |
|
√ |
DO 4x24 V/10 mA [EEx ib] |
6ES7322–5SD00–0AB0 |
在冗余模式下,不能将该模块应用在危险区域。 |
||||
√ |
|
√ |
DO 4x24 V/10 mA [EEx ib] |
6ES7322–5RD00–0AB0 |
在冗余模式下,不能将该模块应用在危险区域。 |
||||
√ |
√ |
√ |
DO 16xDC 24 V/0.5 A |
6ES7322–8BH01–0AB0 |
|
||||
√ |
√ |
√ |
DO 16xDC 24 V/0.5 A |
6ES7322–8BH10–0AB0 |
|
||||
√ |
√ |
√ |
DO 10xDC 24 V/2 A,产品版本 3 或更高版本 |
6ES7326–2BF01–0AB0 |
标准模式下的 F 模块 输入和输出必须具有相同地址。 |
||||
中央: 双通道冗余 AI |
||||
√ |
|
√ |
AI 16x16位 |
6ES7431–7QH00–0AB0 |
用于电压测量
用于间接电流测量
用于直接电流测量
注: 图 10-10 所示电路只能使用有源(4 线制)变送器,或者带外接电源的无源(2 线制)变送器。 务必将要操作的模块通道参数化为“4 线制变送器”,并将测量范围指示块设置到位置“C”。 无法通过模块 (2DMU) 为变送器供电。 |
||||
分布式: 双通道冗余 AI |
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√ |
|
√ |
AI8x12 位 |
6ES7331–7KF02–0AB0 |
用于电压测量
用于间接电流测量
使用冗余编码器:
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√ |
√ |
√ |
AI 8x16 位 |
6ES7 3317NF000AB0 |
用于电压测量
用于间接电流测量
用于直接电流测量
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||||
√ |
|
√ |
AI 8x16 位 |
6ES7 331–7NF10–0AB0 |
用于电压测量
用于间接电流测量
用于直接电流测量
|
||||
√ |
|
√ |
AI 6xTC 16 位 iso,6ES7331-7PE10-0AB0 |
6ES7331-7PE10-0AB0 |
注: 这些模块只能与冗余编码器配合使用。 可将此模块与“冗余 IO MGP”库中的版本 V3.5 或更高版本的 FB 450“RED_IN”和“冗余 IO CGP”V50 库中的版本 V5.8 或更高版本的 FB 450“RED_IN”配合使用。 通过热电偶和参数化冗余测量温度时请遵循以下几点:
在“容差窗口”下“冗余”中所指定的值通常基于 2764.8 °C。例如,如果输入“1”则检查 27 °C 的容差;如果输入“5”则检查 138 °C 的容差。 用于电压测量
用于间接电流测量
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√ |
|
√ |
AI 4x15 位 [EEx ib] |
6ES7331-7RD00-0AB0 |
在冗余模式下,不能将该模块应用在危险区域。 它不适用于间接电流测量。 用于直接电流测量
注: 只能连接带 24 V 外接电源的 2 线制变送器或 4 制线变送器。 图 8-10 所示的电路中不能使用变送器的内部电源,因为该电源输出只有 13 V,因此在最差情况下只能向变送器提供 5 V 电压。 |
||||
√ |
|
√ |
AI 6x13 位 |
6ES7 336–1HE00–0AB0 |
标准模式下的 F 模块 |
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√ |
√ |
√ |
AI 8x0/4 到 20mA HART |
6ES7 331–7TF01-0AB0 |
不能在冗余工作中进行固件更新。 请参见手册“分布式 I/O 设备 ET 200M;HART 模拟量模块” |
||||
分布式: 双通道冗余 AO |
||||
√ |
|
√ |
AO4x12 位 |
6ES7332–5HD01–0AB0 |
√ |
√ |
√ |
AO8x12 位 |
6ES7332–5HF00–0AB0 |
√ |
|
√ |
AO4x0/4 到 20 mA [EEx ib] |
6ES7332–5RD00–0AB0 |
在冗余模式下,不能将该模块应用在危险区域。 |
||||
√ |
√ |
√ |
AO 8x0/4 到 20mA HART |
6ES7 332–8TF01-0AB0 |
在冗余操作中不能进行固件更新, |
提示
需要为 F 模块安装 F 组态包。 |
出错时模块的可用性取决于其诊断的可能性以及通道的分组情况。
通过设置下列参数组态数字量输入模块来进行冗余操作:
首先,检查成对冗余模块的输入信号是否一致。 如果数值一致,则将一致的数值写入过程输入映像的低位存储区。 如果存在差异而且是第一次出现差异,则相应标记该差异并启动差异时间。
在差异时间内,最近的匹配(无差异)数值被写入模块低位地址过程映像中。 这一过程会重复执行,直到在差异时间内数值再次匹配,或者超过某一位的差异时间。
如果在所组态的差异时间过后差异仍然存在,则会发生错误。
根据下列策略来找到出错的一方:
提示 系统确定差异时实际所需的时间受多种因素影响: 总线延时时间、用户程序中的循环时间和调用时间、转换时间等等。因此,冗余输入信号的差异时间可能大于所组态的差异时间。 |
调用OB 82也会取消激活具有诊断功能的模块。
带有非冗余编码器时,数字量输入模块可在 2 选 1 组态中使用:
图片: 带一个编码器的 2 选 1 组态中的容错数字量输入模块
冗余数字量输入模块的使用增大了它们的可用性。
差异分析会检测数字量输入模块的“持续 1”和“持续 0”错误。 “持续1”错误表示输入端恒为数值 1,“持续 0”错误表示没有输入电压。 其原因有多种,例如可能是由L+或M短路引起。
模块和编码器之间的机壳接地连接电流应尽可能小。
编码器连接到多个数字量输入模块时,冗余模块必须以相同的参考电位工作。
如果要在运行期间更换模块而又未使用冗余编码器,则需要使用去耦二极管。
有关互连示例,请参见附录“冗余I/O的连接实例”。
提示 请注意,接近开关 (Beros) 必须为两个数字量输入模块的通道提供电流。 但是各模块的技术数据仅给出了每路输入所需的电流。 |
采用冗余编码器时,数字量输入模块可在 2 选 1 组态中使用:
图片: 带两个编码器的 2 选 1 组态中的容错数字量输入模块
使用冗余编码器也会增强它们的可用性。 差异分析可以检测除非冗余负载电源电压故障外的所有错误。 通过安装冗余负载电源可以增强可用性。
有关互连示例,请参见附录“冗余I/O的连接实例”。
通过并联两个数字量输出模块或故障安全数字量输出模块的两个输出(2 选 1 组态),可以实现最终控制元件的容错控制。
数字量输出模块必须连接到一个公共负载电源电压。
有关互连示例,请参见附录“冗余I/O的连接实例”。
下表列出了在冗余模式下应使用外部二极管互连的冗余数字量输出模块:
列表: 使用/不使用二极管互连数字量输出模块
模块 |
使用二极管 |
不使用二极管 |
---|---|---|
6ES7 4227BL000AB0 |
√ |
- |
6ES7 4221FH000AA0 |
- |
√ |
6ES7 3262BF010AB0 |
√ |
√ |
6ES7 322–1BL00–0AA0 |
√ |
- |
6ES7 322–1BF01–0AA0 |
√ |
- |
6ES7 3228BF000AB0 |
√ |
√ |
6ES7 3221FF010AA0 |
- |
√ |
6ES7 322–8BH01–0AB0 |
- |
√ |
6ES7 322–8BH10–0AB0 |
- |
√ |
6ES7 322–5RD00–0AB0 |
√ |
- |
6ES7 3225SD000AB0 |
√ |
- |
为冗余模式组态模拟量输入模块时指定了以下参数:
系统会检查两个读入的模拟值是否在所组态的容差窗口内。 如果是,则将应用数值写入过程输入映像的低位数据存储区。 如果存在差异而且是第一次出现差异,则相应标记该差异并启动差异时间。
在差异时间期间,最近的有效值被写入模块低位地址过程映像中,供当前过程使用。 如果过了差异时间,具有已组态标准值的模块/通道被声明为有效,另一个模块/通道则将被禁用。 如果将两个模块的最大值参数化为标准值,则该值将用于进一步的程序执行,而另一个模块/通道则将被取消激活。 如果组态了最小值,则该模块/通道会将该数据提供给过程,而具有最大值的模块将被取消激活。 任何情况下,取消激活的模块/通道都会进入诊断缓冲区。
如果在差异时间内排除了差异,仍将执行冗余输入信号分析。
提示 系统确定差异时实际所需的时间受多种因素影响:总线延时时间、用户程序中的循环时间和调用时间、转换时间等等。因此,冗余输入信号的差异时间可能大于所组态的差异时间。 |
提示 当通道通过 16#7FFF 报告上溢或通过 16#8000 报告下溢时,将不进行差异分析。相关模块/通道会立即取消激活。 因此,应在 HW Config 中使用“测量类型”参数禁用所有未使用的输入。 |
采用非冗余编码器时,模拟量输入模块可在 2 选 1 组态中使用:
图片: 带一个编码器的 2 选 1 组态中的容错模拟量输入模块
一个编码器连接到多个模拟量输入模块时,请注意以下注意事项:
故障安全模拟量输入模块的冗余将增大可用性。
有关互连示例,请参见附录“冗余I/O的连接实例”。
以下内容适用于模拟量输入模块的连线:
AI 8x12位6ES7 331–7K..02–0AB0
电阻 |
50 欧姆 |
250 欧姆 |
|
---|---|---|---|
电流测量范围 |
+/-20 mA |
+/-20 mA *) |
4 到 20 mA |
要参数化的输入范围 |
+/-1 V |
+/-5 V |
1 到 5 V |
测量范围指示块位置 |
"A" |
"B" |
|
精度 |
12 位 + 符号 |
12 位 + 符号 |
12 位 |
S7 数字格式 |
√ |
√ |
|
特定于电路的测量误差 2 个并联输入 1 个输入 |
- - |
0.5% 0.25% |
|
“断路”诊断 |
- |
- |
√ *) |
4 线制变送器的负载 |
50 欧姆 |
250 欧姆 |
|
2 线制变送器的输入电压 |
> 1.2 V |
> 6 V |
|
*) 发生断路时,AI 8x12 位模块将输出诊断中断和测量值“7FFF”。 |
所列测量误差只来自一个或两个电压输入与测量电阻的互连。 这里未考虑容差或模块的基本/操作限制。
测量结果的差异由一个或两个输入的测量误差指示,这取决于是两个输入还是只有一个输入(出错时)获得了变送器的电流。
AI 8x16 位 6ES7 331–7NF00–0AB0
电阻 |
250 ohm *) |
|
---|---|---|
电流测量范围 |
+/-20 mA |
4 到 20 mA |
要参数化的输入范围 |
+/-5 V |
1 到 5 V |
精度 |
15 位 + 符号 |
15 位 |
S7 数字格式 |
√ |
|
特定于电路的测量误差 2 个并联输入 1 个输入 |
- - |
|
“断路”诊断 |
- |
√ |
4 线制变送器的负载 |
250 欧姆 |
|
2 线制变送器的输入电压 |
> 6 V |
|
*) 可以使用模块内部任意连接的 250 ohm 电阻 |
AI 16x16 位 6ES7 431–7QH00–0AB0
电阻 |
50 欧姆 |
250 欧姆 |
|
---|---|---|---|
电流测量范围 |
+/-20 mA |
+/-20 mA |
4 到 20 mA |
要组态的输入范围 |
+/-1 V |
+/-5 V |
1 到 5 V |
测量范围指示块位置 |
"A" |
"A" |
|
精度 |
15 位 + 符号 |
15 位 + 符号 |
15 位 |
S7 数字格式 |
√ |
√ |
|
特定于电路的测量误差 1) 2 个并联输入 1 个输入 |
- - |
- - |
|
“断路”诊断 |
- |
- |
√ |
4 线制变送器的负载 |
50 欧姆 |
250 欧姆 |
|
2 线制变送器的输入电压 |
> 1.2 V |
> 6 V |
根据图 8-10,模拟量输入模块接线有如下要求:
使用双冗余编码器时,在 2 选 1 组态中最好使用故障安全模拟量输入模块:
图片: 带两个编码器的 2 选 1 组态中的容错模拟量输入模块
使用冗余编码器也会增强它们的可用性。
差异分析还会检测除非冗余负载电源电压故障外的外部错误。
有关互连示例,请参见附录“冗余I/O的连接实例”。
本文档开头的一般性说明都适用。
下表显示了在冗余模式下哪些模拟量输入模块可以与冗余或非冗余编码器一起使用:
列表: 模拟量输入模块和编码器
模块 |
冗余编码器 |
非冗余编码器 |
---|---|---|
6ES7 4317QH000AB0 |
√ |
√ |
6ES7 336–1HE00–0AB0 |
√ |
- |
6ES7 331–7KF02–0AB0 |
√ |
√ |
6ES7 3317NF000AB0 |
√ |
√ |
6ES7 3317RD000AB0 |
√ |
√ |
通过并联两个模拟量输出模块的两个输出,实现最终控制元件的容错控制(2 选 1 结构)。
以下内容适用于模拟量输出模块的连线:
只有具有电流输出(0 到 20 mA、4 到 20 mA)的模拟量输出模块才能冗余工作。
输出值除以 2,两个模块各输出一半值。 如果其中一个模块出现故障,则故障会被检测出来,另一个模块就会输出完整的值。 这样,因错误而在输出模块上引起的电涌不会太高。
提示 输出值暂时降低到一半,在程序做出响应后即可恢复正确值。可通过以下时间间隔确定输出值降低的持续时间:
|
取消激活或 CPU 处于 STOP 状态时,冗余模拟量输出模块输出的最小可参数化电流为每个模块大约 120-1000 μA(HART 模拟量输出模块为 240-1000 μA),即总电流约为 240-2000 µA(HART 模拟量输出模块为 480-2000 μA)。 考虑到容差,这意味着输出值总是正数。
所组态的替代值 (0 mA) 将至少生成这些输出值。 在冗余模式下,当 CPU 处于 STOP 状态时,电流输出的响应在其组态中自动设置为“零电流和零电压”。 还可以为 4-20 mA 输出范围指定一个可组态的 0-400 µA 补偿电流。
这意味着,可选择将最小/补偿电流匹配到已连接的 I/O。
要在发生单向取消激活时最小化求和点处总电流的误差,从预设值为 4 mA(范围 ± 20 µA)的激活(即主动)通道电流中减去参数化补偿电流。
提示 如果通道对的两条通道均取消激活(例如通过 OB 85),则还是会将各一半的电流值输出到过程输出映像中的两个存储位置。 如果激活一个通道,则会在可用通道上输出完整值。 如果不需要此操作,则必须在执行 FB 451“RED_OUT”之前将替代值写入两个模块的下通道。 |
禁用的模块由下列事件激活:
在上述任一事件发生后,都会在 FB 450“RED IN”中执行激活操作。 激活所有模块后,诊断缓冲区中会有相应记录。
提示 如果为冗余模块分配了过程映像分区,且 CPU 中没有相应的 OB 时,完整的取消激活过程可能需要约 1 分钟。 |
西门子S7-200 SMART 数字输入/输出 SM DT32 16DI/16DO