西門子ET200SP使用
1 ET 200SP介紹
ET 200SP是西門子推出的新一代分布式I/O系統，在結構設計上採用了與ET 200S類似的緊湊式設計，目前已覆蓋ET 200S的主要功能，接口模塊IM155-6PN ST與IM155-6 DP HF支持最多32個模塊；IM155-6 HF支持最多64個模塊，信號模塊支持熱插拔，集成PROFIenergy功能，I/O模塊支持電源分組，支持組態控制功能。由於信號模塊提高了集成度，使得使用ET 200SP配置相同數量的I/O信號比使用ET 200S，體積減少50%；創控教育改變了模板供電方式，無需PM-E模板；模板功能進行了整合，減少了模塊的種類；系統集成了電源模塊，從而無需單獨的電源模塊；採用的100MBit/s 背板總線，使背板數據刷新速度得到極大提高；採用快速接線技術，接線無需工具；安裝導軌為標準的DIN35導軌。
目前ET 200SP的接口模塊有3種類型，分別為IM 155-6 PN ST、IM 155-6 PN HF和IM 155-6 DP HF，主要區別見下表：
其中BA 2×RJ45標準總線適配器和快連式總線適配器BA2×FC均可用於IM155-6PN ST及IM 155-6PN HF，二者的區別如下圖1所示：
圖 1 BA 2×RJ45與BA2×FC的區別
2xRJ45標準總線適配器（Bus Adapter）
使用標準的RJ45接頭
抗震性能可達 1g
如果插口損壞，只需替換總線適配器
2xFC快連式總線適配器
提高抗震性，可達5g
提高電磁兼容性
一個完整的ET 200SP的系統至少由以下部件構成：
接口模塊：連接分布式ET 200SP與控制器或DP主站，通過背板總線實現與I/O模塊的數據交換；
BaseUnit：信號模塊安裝的基座，並提供接線端子用於IO信號的連接及電源信號的連接，同時BaseUnit還可提供電源分組功能，創控教育該功能的實現通過選擇帶電源分組功能的BaseUnit實現，帶有電源分組能力的BaseUnit均為淺色，在下列情況下，必須採用帶電源分組能力的BaseUnit；
ET 200SP接口模塊後的首個BaseUnit；
一個電位組的所有I/O模塊及負載的總供電負荷已超過10A；
模塊間的AUX輔助接線端子所接電壓等級不同；
由於RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數字量輸出模塊只能使用不帶電位分組功能的 BaseUnit ，因此如果一個分布式ET 200SP上只有RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數字量輸出模塊，則這些模塊左側必須有一個帶電位分組功能的BaseUnit。
I/O模塊：安裝在BaseUint上，用於I/O信號的處理；
伺服器模塊：完成ET 200SP的組態，並斷開ET 200SP的背板總線，該模塊已包含在ET 200SP接口模塊的訂貨號中，與接口模塊一同供貨。
一個完整的ET 200SP系統見下圖2所示：
圖 2 ET200SP系統示意圖
各組件功能見下表：
1．1 I/O模塊上電源電壓狀態功能介紹（僅適用於PN接口的 ET 200SP）
在組態軟體中可以為 IM 155-6 PN ST選擇 2 個組態：
● 不帶輸入數據的組態
● 帶有輸入數據的組態
如使用帶有輸入數據的組態，用戶可以對每個信號模塊供電狀態進行診斷，如IM 155-6 PN ST最多支持32個模塊，每個 I/O 模塊對應一個Bit位來指示本模塊電源電壓L+ 的狀態，該信息在接口模塊輸入數據中，字節 0 到3 如下所示。
通過讀取相應的Bit位，可獲得相應的模塊電壓L+的狀態。
對於IM 155-6 PN HF ，通過組態不同的伺服器模塊，除可檢測電源電壓外，還可實現對輸入信號反饋電壓的狀態進行檢測，
安裝GSD文件的方法，創控教育在這裡不再闡述，詳見其它文檔。
本文檔實際的硬體配置如下圖3所示，該ET 200SP由從左至右依次為AI、AQ、DI和DQ，模擬量模塊通常接各種儀表信號，數字量輸入模塊通常接開關/按鈕，數字量輸出模塊通常接指示燈及繼電器等，如用戶希望模擬量信號與數字量信號供電的分開，以便於日後的維護，則此類要求也可通過電源分組來實現，圖3的電源分組情況即按照此類要求進行配置，詳見下圖：
圖 3 ET 200SP實際配置
2.1.1 在TIA Portal中的組態步驟
本節主要講述如何在TIA Portal中配置分布式IO站ET 200SP的操作步驟，所使用軟體為STEP7 Professional V12。
打開「TIA Portal V12」，點擊「添加新設備」根據實際的控制器型號，添加一個新的設備，這裡以一個S7-1500 CPU 1516-3PN/DP為例進行操作，如下圖4所示。
圖 4添加控制器
控制器添加成功後，在控制器的「屬性」—>「常規」—>「PROFINET接口」—>「乙太網地址」菜單下激活控制器的PN接口，並為此PN口分配IP位址，子網掩碼等；如果需要，可修改該PN口的PROFINET設備名稱。
圖 5網絡設置
轉到「網絡視圖」下，從「硬體目錄」—>「分布式IO」，添加一個ET 200SP站。
圖 6添加ET 200SP
點擊該ET 200SP站圖標左下方的「未分配」，從列出的PROFINET IO控制器中，選擇該ET 200SP要連接的控制器接口；或者也可以直接用拖拽的方式，用滑鼠從控制器相應的PN口和IO 設備的PN口之間建立Profinet的連接關係，如圖7所示。
7分配IO控制器
Profinet的控制器和IO設備間的連接關係建立完畢後，ET 200SP和其所屬的PROFINET 控制器之間出現了如右圖所示的一條斷續的綠線，同時IO 設備的左下角出現PLC_1字樣，表明控制器與IO設備間的PROFINET 連接建立完成，見圖8。
圖 8 IO控制器分配完成
打開「設備視圖」介面，根據實際模塊配置數量及前後順序，從右側「硬體目錄」中選擇相應的模板進行組態，創控教育該步驟不再詳細闡述，需要注意的是，在ET 200SP中，「伺服器模塊」必須要手動添加到硬體組態中，否則硬體編譯不能通過。實例中從左到右依次組態了AI-AO-DI-DO四個模板。
9配置伺服器模塊
根據圖1所示的實際電位組分組情況，對電位組進行分組。如右圖所示，4個模塊分2個電位組，模擬量為1組，數字量為1組，則需要在DI模塊的「常規」—「電位組」下選擇「啟用新的電位組」。每個電位組的第一個模塊需要供電，且BaseUnit顏色在組態中也變為白色，與實際顏色一致，如下圖 10所示。
圖 10創建一個新電位組
根據實際信號類型，打開模板的「屬性」--「常規」，對每個模板進行組態；如需相關診斷功能，則需激活相應的設置，創控教育具體步驟不再闡述，操作介面如下圖11所示。
圖 11設置診斷信息
如果需要，可打開接口模板的「屬性」—「PROFINET接口」頁面，對ET 200SP的IP位址，設備名稱進行修改；也可根據實際需要，修改數據刷新時間等參數。
圖 12修改PROFINET參數
至此，ET 200SP在TIA Portal中的組態已完成，項目編譯無誤後，可將項目下載到PLC，之後需要為ET 200SP分配設備名稱，在「網絡視圖」下滑鼠點擊PROFINET網絡後點右鍵，在彈出的菜單中選擇「分配設備名稱」，如下圖所示。
圖 13分配設備名稱1
在彈出的「分配PROFINET設備名稱」介面中，通過下拉菜單，選擇需要分配的設備名稱，可以通過「僅顯示同一類設備」等選項，對可訪問的節點進行過濾，如果有多個ET 200SP無法區分，可通過ET 200SP接口模塊的「MAC address」進行區分，或者通過選中所列出的設備後，點左側的「閃爍LED」按鈕，對應的ET 200SP的LED燈會閃爍。創控教育確定設備後，點擊所選的設備，點右側的「Assign name」按鈕分配設備名稱，如下圖所示：
14分配設備名稱2
分配完設備名稱後，可點擊如下圖所示的刷新按鈕進行查看，可以看到ET 200SP已獲得設備名稱及IP位址，IP位址無須單獨分配，分配設備名稱後，IP位址會自動分配下去。如下圖所示：
圖 15查看已分配的設備名稱
至此，ET 200SP硬體配置、下載及分配設備名稱操作已完成，如以上操作均無誤，ET 200SP即與PLC建立通訊關係了，可以通過查看ET 200SP 的LED燈RN來查看，RN為常亮，則表明通訊已建立。
注意!
組態的電位組分組與實際分組必須一致，否則下載後ET 200SP會報故障！
伺服器模塊必須組態，否則編譯會報錯誤，提示伺服器模塊缺失！
2.1.2 在STEP7 V5.5中的組態步驟
本節主要講述如何在經典的STEP7 V5.5中配置分布式IO，ET 200SP的操作步驟，所使用軟體為STEP7 V5.5 SP3。
使用本文2.1章節中提供的ET200SP接口模塊的GSD下載連結，下載GSD文件，並進行安裝，安裝完成後，在STEP7硬體目錄中所處的位置如圖16及圖17所示：
圖 16PN接口的ET 200SP在STEP7硬體目錄中所處位置
圖 17 DP接口的ET 200SP在STEP7硬體目錄中所處位置
新建一個STEP7項目，本例程使用S7-319-3 PN/DP，為CPU的PN口設置IP位址及設備名稱，並將其連接到乙太網絡上或者新建一個乙太網絡（有關如何創建一個新的S7-300PLC站，創控教育本文不再闡述，請參閱其其它相關文檔）。步驟如下圖 18所示：
圖 18在STEP7中添加一個CPU
將ET 200SP配置為S7-300 PLC的一個I/O設備，如需使用帶有輸入數據的組態，使用「IM 155-6 PN ST S V1.0」進行配置，在此種配置模式下，可對I/O模塊上的電源L+ 供電狀態進行診斷，故此模式下，ET 200SP的接口模塊占用4個字節的輸入數據，如下圖19所示（本文檔使用該方法進行配置）：
圖 19添加一個帶輸入數據的ET 200SP站
如不使用帶有輸入數據的組態，則可根據設備固件版本選擇使用「IM 155-6 PN ST V1.0」或「IM 155-6 PN ST V1.1」進行配置，在此種配置模式下，不能對模塊的L+ 供電狀態進行診斷，所以ET 200SP接口模塊沒有占用輸入地址，如下圖20所示（本文沒有採用該方法進行配置）：
20添加一個不帶輸入數據的ET 200SP站
為ET 200SP分配IP位址及設備名稱，並根據實際ET 200SP配置的模塊型號和數量，繼續添加其它I/O 信號模塊，該步驟不再詳細闡述，並在所有I/O模塊的最後配置伺服器模塊，伺服器模塊所處位置記配置方法如下圖 21所示：
21在STEP 7中為ET200SP添加伺服器模塊
雙擊打開I/O模塊的屬性窗口「Properties」下的「Parameters」，在該頁面下為每個I/O模塊配置具體屬性，如：通道信號類型、是否激活相關的診斷功能等，並在該頁面的最下方，對模塊供電（即電位分組）進行配置，如此模塊是一個新的電位組，則選擇「Enable new potential group」,否則選擇「Use potential group of the left module」，根據本文檔照片所示的實際配置，為第1個模塊及第3個模塊均單獨有供電電源，故為此2個模塊選擇「Enable new potential group」，如下圖22所示。
圖 22使能新的電位組
如果有需要，可以對ET 200SP的數據刷新時間、刷新模式及Profinet看門狗時間進行修改，如下圖23所示。
圖 23修改ET 200SP數據刷新時間
至此，ET 200SP在STEP 7中的組態已完成，硬體編譯無誤後即可將項目下載到PLC中，然後需要對ET 200SP分配設備名稱，分配設備名稱的步驟如下，在硬體配置介面PLC-->Ethernet-->Assign Device Name打開操作介面，如下圖所示：
圖 24在STEP 7 V5.5中分配設備名稱1
在「Assign device name」介面下，選擇設備名稱，點擊所列出的設備，點右側的「Assign name」按鈕分配設備名稱，如果有多個ET 200SP無法區分，可通過ET 200SP接口模塊的「MAC address」進行區分，或者通過選中所列出的設備後，點右側的「Flashing on」按鈕，對應的ET 200SP的LED燈會閃爍。
圖 25在STEP 7 V5.5中分配設備名稱1
分配完設備名稱後，可點擊「Update」按鈕進行查看，如下圖所示，可以看到ET 200SP已獲得設備名稱及IP位址，IP位址無須單獨分配，分配設備名稱後，IP位址會自動分配下去。
圖 26在STEP 7 V5.5中查看已分配的設備名稱
至此，ET 200SP硬體配置、下載及分配設備名稱操作已完成，如以上操作均無誤，ET 200SP即與PLC建立通訊關係了，可以通過查看ET 200SP 的LED燈RN來查看，RN為常亮，則表明通訊已建立。
下載配置到PLC後，新建變量表，在變量表中監視I/O 模塊上電源電壓 L+ 的狀態，即硬體配置中ET 200SP接口模塊所占用的創控教育4個輸入字節，本配置中為IB10~IB13 ，此ET200 SP配置了4塊I/O模塊，相關信號狀態如下圖27所示：
圖 27通過變量監視表查看模塊電源電壓L+
注意!
使用STEP7 V5.5通過安裝GSD文件的方式對ET200SP進行組態時，無論在配置環節還是編譯環節，STEP7不會對ET200SP的完整性及組態的正確與否進行檢查！如：沒有配置信號模塊，缺少伺服器模塊，電源分組錯誤等！
但下載錯誤的配置到PLC後，ET 200SP會報故障！
由於ET200SP的第一塊信號模板必須使用有電位分組能力的BaseUnit來進行供電，所以在STEP 7 V5.5中，首個模塊必須手動使能「Enable new potential group」功能！
3 ET 200SP常見錯誤
下載配置後，在線查看ET 200SP站不通,RN閃爍。
對於採用PN接口的ET 200SP，通常是因為ET 200SP沒有分配設備名稱或網絡上有IP位址衝突所致，PROFINET的設備，需要分配設備名稱才能正常工作（就好比DP從站需要站地址一樣），分配設備名稱操作步驟見前面的介紹。
對於採用DP接口的ET 200SP，請檢查DP站地址是否設置正確，且應牢記DP從站站地址改變後，需要重新上電新的DP地址才有效。
ET 200SP RN常亮，ER閃爍。
此故障通常為組態錯誤，請檢查電位組設置及分組是否與實際一致；對於採用STEP 7 V5.5配置的項目，還需要檢查硬體配置中是否配置了伺服器模塊。