概述

ET 200S 的 SIRIUS 4SI 电子模块

4SI IO-Link 电子式模块是一种 IO-Link 主机，可以在总共四个端口处轻松地将不同制造商生产的传感器和执行器集成在 SIMATIC ET 200S 多功能、分布式 I/O 系统中。

功能

通过 SIRIUS 4SI 的 4 个端口，可以连接多达 4 个 SIRIUS 设备。
在一个 IO-Link 端口上，甚至可对带 3RA27 功能模块的电机起动器以 4 个设备为一组进行分组。这意味着在一个 IO-Link 主站模块上，可以将最多 16 个电机起动器连接到控制器。
电子模块 4SI SIRIUS 的宽度为 15 mm，可与下列通用型端子模块组合使用：
- TM-E15S26-A1（螺钉型接线端子）
- TM-E15C26-A1（弹簧型接线端子）
- TM-E15N26-A1（快速连接型）
支持固件更新（STEP 7 V5.4 SP5 及更高版本）
符合 IO-Link 规范 V1.0

如何为ET 200SP 能量表选择电流变送器并把它连接到模块？

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文档
涉及产品

为ET 200SP 能量表选择电流变送器并把它连接到模块。

描述
AI 能量计模块表为测量连接到线圈的电流而设计(连接 IL1, IL2 和 IL3)。要获得正确的测量结果且避免电流变送器的过载或损坏，必须满足某些要求。本条目会帮助解决这个问题。

电流变换器的选择
下列精度等级的变送器类型可以连接到AI能量计模块表：

使用的变送器的最小负荷功率在AI 能量计模块表的技术数据中指定。

Technical Data: ET 200SP AI Energy Meter 400VAC ST
Technical Data: ET 200SP AI Energy Meter 480VAC ST

连接电缆的最大长度
为避免电流变送器的过载或损坏，您必须保证电流变送器的工作负荷在技术数据表标称的Zn ( 单位：VA)以下。所以，总的负荷阻抗（包括连接电缆的电阻和AI能量计模块表的内部电阻（参看图 01）必须低于指定的电阻值（取决于Zn 和 Imax）。

图 01

连接电缆的电阻最大值来自于下面的计算公式。

图 02

RL= 线电阻，单位：欧姆
ZN= 电流变换器的标称负载阻抗，单位：VA
I= 电流变换器的次级电流
Rload= 能量计模块表的电阻 = 25 mΩ

您可以从单位为欧姆的最大线电阻来计算连接电缆的最大长度。请参考使用的连接电缆的技术数据表。

注意事项
连接电缆（穿过能量计模块前后）的最大长度一定不能超过200m。

例 1
电流变送器 500/5A
应用中的最大初级电流: 400A -> 最大次级电流: 4A
能量计模块表的负载，包括连接电阻: R = 25 mΩ
电流变送器的标称负荷阻抗 ZN: 5VA

图 03

所以在线圈和ET 200SP端子之间的最大线电阻一定不能超过 292.5mΩ.

例 2
电流变送器 200/1A
应用中的最大初级电流: 160A -> 最大次级电流: 0.8A
能量计模块表的负载，包括连接电阻:R = 25 mΩ
电流变送器的标称负荷阻抗 ZN: 1.25VA

图 04

所以在线圈和ET 200SP端子之间的最大线电阻不能超过 1.92mΩ.

线电阻
表2包含快速估算时铜线的典型电阻值。铜线的电阻由下列公式计算：

图. 05

R = 线电阻，单位：欧姆
ρCU =铜线具体的电阻= 0.0178 Ωmm2/m
I = 线长，单位：米
A = 线截面积，单位：mm2

横截面积	AWG	0.1m	0.5m	1m	5m	10m	100m	1000m
0.14mm²	26	12.7mΩ	63.6mΩ	127.1mΩ	635.7mΩ	1.3Ω	12.7Ω	127.1Ω
0.25mm²	24	7.1mΩ	35.6mΩ	71.2mΩ	365mΩ	712mΩ	7.1Ω	71.2Ω
0.34mm²	22	5.2mΩ	26.2mΩ	52.4mΩ	261.8mΩ	523.5mΩ	5.2Ω	52.4Ω
0.5mm²	21	3.6mΩ	17.8mΩ	35.6mΩ	178mΩ	356mΩ	3.6Ω	35.6Ω
0.75mm²	19/20	2.4mΩ	11.9mΩ	23.7mΩ	118.7mΩ	237.3mΩ	2.4Ω	23.7Ω
1.0mm²	18	1.8mΩ	8.9mΩ	17.8mΩ	89mΩ	178mΩ	1.8Ω	17.8Ω
1.5mm²	16	1.2mΩ	5.9mΩ	11.9mΩ	59.3mΩ	118.7mΩ	1.2Ω	11.9Ω
2.5mm²	14	0.7mΩ	3.6mΩ	7.1mΩ	35.6mΩ	71.2mΩ	712mΩ	7.1Ω

表 1

当连接线圈时您必须增加前后路径的电缆长度。

下面的表格是为了采集测量数据能够与AI能量计模块连接的电流变送器的信息。

4NC5型的电流变送器

电流变送器	货号	精度等级
环形电流变送器50/1A 2.5VA	4NC5112-0BC20	3
环形电流变送器50/5A 2.5VA	4NC5112-2BC20	3
环形电流变送器60/1A 2.5VA	4NC5113-0BC20	3
环形电流变送器75/5A 2.5VA	4NC5113-2BC20	3
环形电流变送器100/1A 2.5VA	4NC5115-0BC20	3
环形电流变送器100/5A 2.5VA	4NC5115-2BC20	3
环形电流变送器150/1A 2.5VA	4NC5117-0CC20	1
环形电流变送器150/5A 2.5VA	4NC5117-2CC20	1
环形电流变送器200/1A 5VA	4NC5121-0CC20	1
环形电流变送器200/5A 5VA	4NC5121-2CC20	1
环形电流变送器250/1A 5VA	4NC5122-0CE20 4NC5222-0CE20	1
环形电流变送器250/5A 5VA	4NC5122-2CE20 4NC5222-2CE20	1
环形电流变送器300/1A 5VA	4NC5123-0CE20 4NC5223-0CE20	1
环形电流变送器300/5A 5VA	4NC5123-2CE20 4NC5223-2CE20	1
环形电流变送器400/1A 5VA	4NC5225-0CE20 4NC5325-0CE20	1
环形电流变送器400/5A 5VA	4NC5325-2CE20 4NC5225-2CE20	1
环形电流变送器500/1A 5VA	4NC5326-0CE20	1
环形电流变送器500/5A 5VA	4NC5326-2CE20	1
环形电流变送器600/1A 5VA	4NC5327-0CE20	1
环形电流变送器600/5A 5VA	4NC5327-2CE20	1
环形电流变送器750/1A 5VA	4NC5328-0CE20	1
环形电流变送器750/5A 5VA	4NC5328-2CE20	1
环形电流变送器1000/1A 10VA	4NC5431-0CH20	1
环形电流变送器1000/5A 10VA	4NC5431-2CH20	1
环形电流变送器1250/1A 10VA	4NC5433-0CH20	1
环形电流变送器1250/5A 10VA	4NC5433-2CH20	1
环形电流变送器1500/1A 10VA	4NC5434-0CH20	1
环形电流变送器1500/5A 10VA	4NC5434-2CH20	1

表 2

7KT12型的电流变送器

电流变送器	订货号	精度等级
电流变送器AC 3x60/5A	7KT1200	1
电流变送器AC 3x100/5A	7KT1201	1
电流变送器AC 3x150/5A	7KT1202	1

表 3

3NJ69x0-3Bxxx型的电流变送器

电流变送器	订货号	精度等级
电流变送器50/1A 1VA	3NJ6920-3BB11	1
电流变送器50/5A 1VA	3NJ6920-3BB21	1
电流变送器100/1A 2.5VA	3NJ6920-3BD11	1
电流变送器100/1A 1.5VA	3NJ6920-3BD12	0.5
电流变送器100/1A calibrated 1.5VA	3NJ6920-3BD13	0.5
电流变速器100/5A 2.5VA	3NJ6920-3BD21	1
电流变送器100/5A 1.5VA	3NJ6920-3BD22	0.5
电流变送器100/5A calibrated 1.5VA	3NJ6920-3BD23	0.5
电流变送器150/1A 2.5VA	3NJ6920-3BE11	1
电流变送器150/1A 1.5VA	3NJ6920-3BE12	0.5
电流变送器150/1A 1VA	3NJ6920-3BE13	0.5
电流变送器150/5A 2.5VA	3NJ6920-3BE21	1
电流变送器150/5A 1.5VA	3NJ6920-3BE22	0.5
电流变送器150/5A calibrated 1.5VA	3NJ6920-3BE23	0.5
电流变送器200/1A 2.5VA	3NJ6930-3BF11	1
电流变送器200/1A 5VA	3NJ6930-3BF12	0.5
电流变送器200/5A 2.5VA	3NJ6930-3BF21	1
电流变送器200/5A 2.5VA	3NJ6930-3BF22	0.5
电流变送器300/1A 5VA	3NJ6940-3BH11	1
电流变送器300/1A 5VA	3NJ6940-3BH12	0.5
电流变送器300/1A calibrated 5VA	3NJ6940-3BH13	0.5
电流变送器300/5A 5VA	3NJ6940-3BH21	1
电流变送器300/5A 5VA	3NJ6940-3BH22	0.5
电流变送器300/5A calibrated 5VA	3NJ6940-3BH23	0.5
电流变送器400/1A 5VA	3NJ6940-3BJ11	1
电流变送器400/1A 5VA	3NJ6940-3BJ12	0.5
电流变送器400/1A calibrated 5VA	3NJ6940-3BJ13	0.5
电流变送器400/5A 5VA	3NJ6940-3BJ21	1
电流变送器400/5A 5VA	3NJ6940-3BJ22	0.5
电流变送器400/5A calibrated 5VA	3NJ6940-3BJ23	0.5
电流变送器500/1A 5VA	3NJ6940-3BK11	1
电流变送器500/1A 5VA	3NJ6940-3BK12	0.5
电流变送器500/1A calibrated 5VA	3NJ6940-3BK13	0.5
电流变送器500/5A 5VA	3NJ6940-3BK21	1
电流变送器500/5A 5VA	3NJ6940-3BK22	0.5
电流变送器500/5A calibrated 5VA	3NJ6940-3BK23	0.5
电流变送器600/1A 5VA	3NJ6940-3BL11	1
电流变送器600/1A 5VA	3NJ6940-3BL12	0.5
电流变送器600/1A calibrated 5VA	3NJ6940-3BL13	0.5
电流变送器600/5A 5VA	3NJ6940-3BL21	1
电流变送器600/5A 5VA	3NJ6940-3BL22	0.5
电流变送器600/5A calibrated 5VA	3NJ6940-3BL23	0.5

哪些模块可以用在 ET 200SP 的电源模块 F-PM-E 的负载组内?

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涉及产品

描述：在电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST (6ES7136-6PA00-0BC0) 右侧安装基座上的模块，只要没有打开新的电位组，那么模块在电源模块的负载组内。通过断开电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST 的负载组可以实现这种方式的模块的安全停机。

3类/PL d描述

在电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST (6ES7136-6PA00-0BC0) 右侧安装基座上的模块，只要没有打开新的电位组，那么模块在电源模块的负载组内。通过断开电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST 的负载组可以实现这种方式的模块的安全停机。

标准模块的安全停机可达 SIL 2 / PL d

电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST (下文称为 F-PM-E)和标准输出模块的组合可实现达到SIL 2和PL d 标准的安全停机。SIL 2 符合 IEC 61508:2010标准，PL d 符合 EN ISO 13849-1:2015标准。

图. 01

可以使用下面的ET 200SP 标准模块:

名称	订货号	内部电容 Ci	内部电源消耗 Ii	符合 IEC 61508:2010 标准的许可	符合EN ISO 13849-1:2015 标准的许可
DQ 4x24VDC/2A ST	6ES7132-6BD20-0BA0	6 µF	60 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 4x24VDC/2A HF	6ES7132-6BD20-0CA0	7 µF	60 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 8x24VDC/0.5A BA	6ES7132-6BF00-0AA0	2.6 µF	45 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 8x24VDC/0.5A ST	6ES7132-6BF00-0BA0	3.6 µF	35 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 8x24VDC/0.5A BA	6ES7132-6BF01-0AA0	2.6 µF	45 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 8x24VDC/0.5A ST	6ES7132-6BF01-0BA0	3 µF	35 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 16x24VDC/0.5A ST	6ES7132-6BH00-0BA0	6 µF	60 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 16x24VDC/0.5A ST	6ES7132-6BH01-0BA0	6.4 µF	60 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
DQ 8x24VDC/0.5A HF	6ES7132-6BF00-0CA0	3.6 µF	45 mA	SIL 2	Cat 3 / PL d
AQ 2xU ST	6ES7135-6FB00-0BA1	9.2 µF	80 mA	SIL 1	Cat 2 / PL c
AQ 2xI ST	6ES7135-6GB00-0BA1	9.2 µF	110mA	SIL 1	Cat 2 / PL c
AQ 2xU/I HF	6ES7135-6HB00-0CA1	5.6 µF	45 mA	SIL 1	Cat 2 / PL c
AQ 4xU/I ST	6ES7135-6HD00-0BA1	5.6 µF	150 mA	SIL 1	Cat 2 / PL c
AQ 2xU/I HS	6ES7135-6HB00-0DA1	5.6 µF	45 mA	SIL 1	Cat 2 / PL c

注意
当电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST 连接电容性负载，必须考虑标准模块(见上表) 的输入电容。可以参考条目号为78645796的手册 B 章节 "开关负载"。

对于标准输出模块，应该禁用“缺少L +电源诊断”参数，否则在电源模块的每次dark test 中都会触发对标准输出模块的诊断。

如果未接地负载连接标准输出模块，必须考虑标准输出模块的输出在机架和地之间的电容和电阻。可以参考条目号为78645796的手册中 3.1 章节 "端子分配"。

设置dark test / switch-on test 的最大回读时间
在设置电源模块 F-PM-E 参数"dark test的最大回读时间"和 "switch-on test的最大回读时间"时，必须考虑以下三步。

第1步
考虑内部电容和电源消耗
每个标准输出模块都有内部电容 Ci 和内部电源消耗 Ii (不考虑连接的负载)。按如下公式计算电源模块 F-PM-E打开的电位组内的标准输出模块的内部电容和内部电源消耗的总和。

Ci_total = ƩCi

Ii_total = ƩIi

从上面的表格中获得相关值。

必须选择参数"switch-on test的最大回读时间"和 "dark test的最大回读时间"保证 Ci_total 和 Ii_total

第2步
考虑标准输出模块的输出负载
参考以下参数的技术数据或测量值

负载电流 IL 和
负载电容 CL

定义连接了执行机构的标准输出模块的每个输出的数值。其中:

CL_total = ƩCL

IL_total = ƩIL

必须选择“switch-on test的最大回读时间”和“dark test的最大回读时间”参数，以使标准输出模块的每个输出端的负载电流IL和负载电容CL在电源模块F-PM-E的容性负载曲线之下。

第3步
确定电容和电流消耗的总量
总的电容 Ctotal 由 Ci_total 和连接到标准输出模块的所有负载电容的总和 CL 组成。总的电源消耗 Itotal 由 Ii_total 和标准输出模块输出的所有负载电流的总和 IL 组成。

Ctotal = Ci_total + CL_total

Itotal = Ii_total + IL_total

必须选择参数"switch-on test的最大回读时间"和 "dark test的最大回读时间"保证Ctotal 和 Itotal 的值在电源模块 F-PM-E 的电容负载曲线之下。

ET 200SP 以及 ET 200MP 的Basic (BA), Standard (ST), High Feature (HF) 和High Speed (HS) 模块之间有什么区别？

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涉及产品

本文提供了ET 200SP 和 ET200MP 分布式 IO 系统中接口模块和 IO 模块的功能分类信息。

ET 200SP 和 ET200MP 的接口模块和IO模块可有以下功能分类。

基本 (BA): 为实现基本要求而设计的基本模块。
标准 (ST): 为标准要求而设计的标准模块并被大多数客户使用。
高性能 (HF): 高性能模块包含高级功能。
高速 (HS):高速模块为高速处理做了优化。

ET 200MP 各级别的接口模块的功能属性

属性	DP 标准 (ST)	PN 基本(BA)	PN 标准 (ST)	PN 高性能 (HF)
应用	标准要求	基本要求	标准要求	额外要求的高级功能
模块数量/机架	最多 12 个	最多 12 个	最多 30 个	最多 30 个
地址范围	每站最大 244 字节，每个模块最大 128 个字节 (输入和输出)	每站最大 64字节，每个模块最大 64 个字节 (输入和输出)	每站最大 512 字节，每个模块最大 256 个字节 (输入和输出)	每站最大 512 字节，每个模块最大 256 个字节 (输入和输出)
不带空插槽的组态控制 (可选操作)	不支持	不支持	支持	支持
时钟同步模式	PROFIBUS: 不支持	PROFIBUS: 不支持	PROFINET: 从 250µs起的同步	PROFINET: 从 250µs起的同步
I&M 数据(识别 & 维护)	支持: I&M0 to I&M3	支持: I&M0 to I&M3	支持: I&M0 to I&M3	支持: I&M0 to I&M3
介质冗余	不支持	MRP	MRP	MRP, MRPD
共享设备	不支持	最多 2个 IO 控制器的共享设备	最多 2个 IO 控制器的共享设备	最多 4个 IO 控制器的共享设备
模块内部的共享输入/输出 (MSI/MSO)	不支持	支持	支持	支持
在 S7-400H 中的系统冗余	不支持	不支持	不支持	支持 (须在 STEP 7 V5.5 SP3 中组态)
系统冗余 S2	不支持	不支持	不支持	支持

表 01

ET 200MP 的 IO 模块的功能属性

属性	基本 (BA)	标准 (ST)	高性能 (HF)	高速 (HS)
应用	基本模块	标准模块	复杂模块	高速应用的专用模块
参数的设定情况	无参数	模拟量模块: 通道负载组 / 模块1) 数字量模块: 负载组 / 模块	通道	负载组 / 模块或通道 (依据组态类型设定情况: 最短输入延迟
参数诊断	无诊断	模拟量模块: 每个通道每个负载组 / 模块1) 数字量模块 : 每个负载模块 / 模块	每个通道	每个通道: 最短处理时间
时钟同步模式	不支持	不支持	以下模块支持: DI 16 x 24V DC HF: 6ES7521-1BH00-0AB0 DI 32 x 24V DC HF: 6ES7521-1BL00-0AB0 DQ 16 x 24V DC / 0.5A HF: 6ES7522-1BH01-0AB0 DQ 32 x 24V DC / 0.5A HF: 6ES7522-1BL01-0AB0 AI 8xU/I HS 6ES7531-7NF10-0AB0 AQ 8xU/I HS 6ES7532-5HF00-0AB0 AQ 8xU/I HF 6ES7532-5ND00-0AB0	支持
特殊功能	只有数字量模块的基本版本，因为特定的系统原因模拟量模块总是有参数和诊断	使用模拟量模块: 通用模块精度 >= 0.3% 共模电压约 10V to 20V	使用模拟量模块: 最高精度(<0.1%) 高共模电压, 如果必要的话, 单通道隔离	-
附加功能	不支持	不支持	脉宽调制 DI集成计数可缩放的测量范围测量值的缩放测量范围调整	输入和输出的过采样

表 02

1)只能使用 PROFIBUS GSD 文件来配置。

ET 200SP 的接口模块的功能属性

属性	PN 基本(BA)	PN 标准(ST)	DP高性能 (HF)	PN 高性能 (HF)	PN 高速(HS)
应用	为小站点做了优化基本要求	优化的标准配置标准要求	高度灵活的应用额外要求的高级功能	高度灵活的应用额外要求的高级功能	优化的快速响应时间快速数据交换
接口	集成 RJ45 插座	PROFINET 连接通过铜总线适配器	集成 RS485 插座	PROFINET 连接通过铜总线或者光纤总线适配器	PROFINET 连接通过铜总线或者光纤总线适配器
每个机架的模块数量	最多12个模块 (除了 PROFIsafe)	最多32个模块+ 16 x ET 200AL (所有模块)	最多32个模块+ 16 x ET 200AL (所有模块)	最多64个模块+ 16 x ET 200AL (所有模块)	最多30个模块
地址范围	最大 32个字节每个模块和站 (输入和输出	最大 798 个字节每个站和256个字节每个模块 (输入和输出)	最大 244个字节每个站和244个字节每个模块 (输入和输出)	最大 1440 个字节每个站和288个字节每个模块 (输入和输出)	最大 968个字节每个站和32个字节每个模块 (输入和输出)
带/不带空插槽的组态控制	支持	支持	支持	支持	支持
带间隙的站运行	支持	支持	支持	支持	支持
时钟同步模式	不支持	不支持	不支持	从 250µs起的同步	从 125µs起的同步
最小更新时间	1ms (RT)	1ms (RT, IRT)	取决于组态和PROFIBUS波特率, 典型值 3ms	250µs (RT, IRT)	125µs (RT, IRT)
热插拔	单模块热插拔 (一个模块被移除后站点仍然运行)	单模块热插拔 (一个模块被移除后站点仍然运行)	多模块热插拔 (多个模块被移除后站点仍然运行)	多模块热插拔 (多个模块被移除后站点仍然运行)	多模块热插拔 (多个模块被移除后站点仍然运行)
I&M 数据 (识别& 维护)	支持:I&M0 to I&M3	支持:I&M0 to I&M3	支持:I&M0 to I&M3	支持:I&M0 to I&M4	支持:I&M0 to I&M3
介质冗余	MRP	MRP	不支持	MRP	MRP, MRPD
共享设备	不支持	最多 2个 IO 控制器的共享设备	不支持	最多 4个 IO 控制器的共享设备	最多4个 IO 控制器的共享设备
模块内部的共享输入/输出	不支持	支持	不支持	支持	支持
系统冗余 S2	不支持	不支持	不支持	支持	不支持
通过RESET 键恢复到出厂设置	不支持	支持	不支持	支持	支持
优先启动	支持	支持	不支持	支持	支持
过采样	不支持	不支持	不支持	支持	支持
模块通道分区成多个子模块	不支持	固件版本V3.3 及更高版本，带高性能和高速 IO模块	不支持	支持: 模块通道最多分区成4个子模块	支持: 模块通道最多分区成4个子模块

表 03

ET 200SP 的 IO 模块的功能属性

属性	基本 (BA)	标准 (ST)	高性能 (HF)	高速 (HS)
应用	为价格做了优化基本需求	为降低栈的使用做了优化标准需求	为快速定位错误做了优化高级要求	为短响应时间做了优化高速的数据交换
诊断	基本诊断	每个模块的诊断 (如:断线和短路 )	通道诊断	模块诊断或通道诊断
特殊功能			灵活的应用通过参数的高适应性可选择的操作模式和扩展模块功能	灵活的应用通过参数的高适应性可选择的操作模式和扩展模块功能

表 04

注意

所有 ET 200SP IO 模块都能在所有 ET 200SP 接口模块上使用。

例外:

PROFIsafe 模块无法在基本接口模块上使用。
技术模块TM Timer DIDQ 10x24V不能在DP接口模块上使用。

需要注意接口模块的功能限制会限制 IO 模块的功能使用。例如：
HF 和 HS IO 模块都支持时钟同步模式。基本、标准和 DP 接口模块不支持时钟同步模式。