西门子6ES7137-6BD00-0BA0通信模块详细介绍

西门子6ES7137-6BD00-0BA0通信模块 西门子6ES7137-6BD00-0BA0通信模块

上海毕辉自动化控制设备有限公司

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ET 200M 是针对具有高密度通道应用的控制柜的模块式 I/O 站使用接口模块可以连接 PROFIBUS 和 PROFINET-还可以选择使用光缆连接 PROFIBUS。ET 200M 可以用于标准应用，也可用于安全应用。最多可以有 12 个多通道信号模块（例如 64 个数字输入）和功能模块以及 S7-

300 通讯处理器可以用作 I/O 模块——与过程的接口。ET 200M 支持带有扩展用户数据的模块，如具有 HART minor 变量的 HART 模块。除了成熟的连接技术，ET 200M 还可以提供绝缘部署方法 Fast Connect，用于快速接线。

SIMATIC ET 200M模块

定位模块EM 253

定位模块EM 253

EM 253是一个用于简单定位任务的功能模块（1轴）。可以将它连接到步进电机和伺服电机，通过高频脉冲输入从Micro Stepper连接到高性能伺服驱动器。

EM 253定位模块以与扩展模块相同的方式进行安装，通过一体化连接电缆连接到S7 - 200扩展总线。

连接之后，从CPU自动读出配置数据

该模块具有以下特点：

用于来自过程信号的5位输入

驱动器直接激活用24脉冲输出（向前/向后或者速度/方向）

2控制输出（DIS；CLR）。

12个状态LED

称重模块SIWAREX MS

称重模块SIWAREX MS

SIWAREX MS是一种多用途称重模块，用于各种简单称重和力测量任务。在SIMATIC S7-200自动化系统中可以很容易安装地紧凑型模块。可以在SIMATIC CPU中直接访问实际重量的数据，无需任何额外接口。

使用65000件高分辨率和0.05％的准确度测量重量或者力

通过RS232接口，使用SIWATOOL MS PC程序简便地调整规模

支持更换模块，无需更新规模调整

针对在Ex 2区使用，通过Ex接口为1区供电的本质安全测压元件

热电偶模块EM231（模拟模块）

热电偶模块EM 231 TC

热电偶模块EM231是一个采用标准热电偶和高精度温度传感器。在±80 mV范围内也可能检测到低电平模拟信号。热电偶模块EM231可以与CPU 222，224和226配套使用。

4个或者8个模拟输入

不同的测量范围：J，K，T，E，R，S和N型热电偶；±80 mV的模拟信号采集

检查开放线路

冷连接点的补偿

温度刻度：可以将测得的温度规定为°C或者°F。

热电阻模块EM231 RTD（模拟模块）

热电阻模块EM231 RTD

热电阻模块EM231是一个采用标准电阻温度检测器的高精度温度传感器。它们可以与CPU222，224和226配套使用。

热电阻模块应安装在低温度波动的位置处，从而确保的准确度和可重复性。

两个或四个温度检测器用模拟输入

全部电阻温度检测器必须为相同类型

在墙或者DIN导轨上直接安装

SIMATIC ET 200pro模块化多功能化

SIMATIC ET 200pro 是一个高性能、小型化的坚固的 I/O 系统，防护等级IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安装在机器上。通过其模块化和以节省时间

SIMATIC ET 200pro 是一个高性能、小型化的坚固的 I/O 系统，防护等级IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安装在机器上。通过其模块化和以节省时间为导向的结构，可实现灵活、定制的分布式解决方案。

　　ET 200pro 可与 PROFIBUS 或 PROFI-NET（一种用于公司范围内自动化的开放式工业以太网标准）等相连。

　　ET 200pro 所提供的广泛诊断功能可以降低工厂的停产时间。

　　标准模板具有模板诊断功能，可检查编码器电源或输出的短路情况。

　　高性能模板通过用于检查短路和断线情况的通道诊断，提供了更为***的诊断功能。附加的过程中断可用于6个数字量输入通道。

　　诊断报警通过 PROFIBUS 或 PROFI-NET 以普通文本的形式通过被发送到上位 PLC。

　　ET 200pro 设计紧凑，可根据需要在不超过 1 米的长度上组合16个模板。可以在工作台上用窄模板安装导轨对 ET 200pro 站进行预组装，然后将其作为一个装置安装到机器上。此外，也可以首先将紧凑型模板安装导轨固定到位，然后再组装操作站。

ET 200pro 设计紧凑

　只需将模板卡到模板挡板上，并将它们相互推合在一起。扩展模板分为总线模板、电子模板和连接模板三个部分：

　　总线模板包含信号背板总线和可随意设计的电源。

　　电子模板决定功能，可在设备带电的正常运行过程中更换（热插拔）模板。因此，在发生故障时，站点也会保持正常工作。部件编码可防止不经意插入错误的模板。

　　带独立接线的连接模板在插入后可用两个螺丝紧固。可以快速、轻松对预组装电缆进行连接。

　　安全型模板和高性能接口模板可用于安全要求极高的自动化任务。这种扩展模板可在站中单独使用，或与标准模板结合使用。

　　通过使用安全型 SIMATIC S7-300F 和 S7-400F 控制器，可以不使用控制柜而高效完成安全要求高达 SIL 3 (EN 61508) 或 4 类 (EN 954-1) 的自动化任务。

　　ET 200pro 和相关安全型 CPU 之间的安全通讯使用 PROFIsafe 行规并通过 PROFIBUS 或 PROFINET 来完成。

　8 通道电子模板可以通过 8 个 M12 或 4 个 M12 连接插孔组合。这样您就可以选择一对一或一对二 M12 插孔。因此，可以将大量不同类型的传感器和执行器连接到电子模板，而无需使用 Y 型连接器或 Y 型导线等额外附件。这不仅可减少接线，而且还可降低附件和部件库存成本。

SIMATIC ET 200S

完备的系统源于功能丰富的模块

说明

SIMATIC ET 200S 是多功能、高度模块化的 I/O 系统，具有 IP20 的防护等级，可以针对自动化任务***的量身定制。

带有集成的 CPU 和 PROFINET/PROFIBUS 连接的接口模块现已推出-有标准设计和安全型设计两种。模块化的 ET 200S 可以提供丰富的模块，包括了电源模块、数字或模拟输入和输出模块、技术模块、一个 IO-Link 主站以及电机起动器、变频器和一个启动接口。由于具有坚固的结构，ET 200S 还可以用在高机械压力的条件下。

在空间紧张条件下，可以扩展一个小巧的块 I/O ET 200S COMPACT。ET 200S 还有 SIPLUS 版本，它具有更大的适用温度范围。

带有标准 I/O 和安全 I/O、电机起动器和频率转换器的 SIMATIC ET 200S 站

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应用领域：

丰富的模块使 ET 200S 成为了几乎适用于所有行业的理想 I/O 系统，而且特别适用于需要为模块设计和丰富功能的情况。

ET 200S 具有强大的内部数据传输能力和同步工作模式，还非常适用于时间关键型应用。

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优点

集成了 CPU 功能

大大节省了接线

在控制柜中的空间要求少

具有紧凑版

模块化设计

模块系列齐全

面向集成安全性设计

集成了具体通道诊断功能

可用于危险场所（2 类区域）

作为安全设备提供了变频器和电机起动器

选件装卸简化了组态工作

可以在运行中更换模块（热插拔）

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设计和功能

由于机械装置与电子装置隔离，可以进行***性的接线，即站点可以在安装或启动前预先接好线。因此预接线的检查无需电子模块，这就防范了敏感组件的损坏。并因此减少了启动时间。还可以在发生故障时快速更换模块，而无需费时间重新接线。

根据接口模块情况，最多可以插入 63 个 I/O 模块

根据接口模块情况，ET 200S 的可能宽度为 2m

通过绝缘部署方式，快速连接甚至为安装电子和电源模块提供了更多的益处。利用这种新方法，可以连接截面积 0.34 mm2 到 1.5 mm2 标准的导线，而无需剥皮或压接

中药提取过程控制系统的设计与应用

中药生产的一个关键过程是中药有效成分的提取，要既确保提取***成分的质量，又要提高提取过程的效率和经济性，针对不同的中药材，选择和确保合适的提取工艺条件，严格和自动地按照正确的提取工艺程序进行中药的提取，是中药生产和工艺研究的一个至关重要的环节。我校与天津大明制药设备厂合作建立“中药设备研发中心”，在项目建设中，根据工艺的实际需求，本着***性、可靠性、实用性的原则，完成了天然***中试生产过程各单元的计算机过程控制系统的设计与开发，成功地实现了天然***中试生产过程各重要工艺参数的计算机自动检测和控制，其中提取单元实现了多种提取方式的全过程计算机控制，从而为科研人员今后对天然***提取工艺和提取设备的研究提供了可靠和***手段。[1]

2 提取过程的主要工艺流程和自控要求

　　2.1 提取工序控制

　　（1）加料控制

　　药材投入提取罐内，加入药材的5-l0倍的溶剂。用液位控制法控制溶剂加入量，流程图如图1所示。

　　（2）动态提取

　　动态提取是中药提取工序的核心，要求控制罐内药液温度、保持罐内压力为常压，并管理药液循环通道内电磁阀门和手动阀门的开、关及药液循环泵和热油泵的启动和停止。提取罐控制结构图如图2所示 .

　　中药提取过程通常采用的溶剂（溶媒）有水或乙醇等。提取溶剂不同，对控制需求也不一样。用水作溶剂时，放空阀要在提取过程中始终处于开启状态，即罐内压力为常值，只需要在发生意外（如排气通道堵塞）时，报警即可。醇类作溶剂时，放空阀要始终处于关闭状态，欲维持罐压为常值，其调节情况与水作溶剂时不同。

2.2 测控参数

　　检测参数：提取罐内的温度、提取罐内的压力、提取罐内的液位、冷却器的冷却水进口温度和出口温度，热油泵的出油口温度和进油口温度等。控制参数：提取罐温度、提取罐压力、进料控制、出料控制、循环泵、热油泵，自吸泵和出液泵的启动和停止控制等。

　　2. 3 自控要求

　　根据本项目的中试工艺不确定性的特点，提取部分的自控设计要求是在有限和固定的设备、管线的条件下，方便而灵活地实现不同提取模式的全过程自动控制，即要求既可以“水提取”，也可以“醇提取”;既可以“单罐提取” ，也可以“双罐提取”;既可以是“循环提取”，也可以“非循环提取”。提取罐加液补液、提取罐升温和恒温、***浸取、循环提取、提取液出料、直至提取结束或再次提取的全过程都是可靠、自动地完成。

　　提取部分的自动控制回路主要包括了提取罐温度自动控制;提取罐定量和加液自动控制;提取罐出料自动控制;提取罐、提取液储液罐的温度自动检测;提取液储液罐的液位自动检测。一批药材的提取次数、提取温度和循环时间是由工艺确定的。本方案采用热油对具有夹套的提取罐加热，煎煮罐中的药材，同时用循环泵循环药液。

3 系统特点

　　在系统的总体设计、选型上保持与国内外系统同步,从而***所采用的计算机测控系统在技术上的***性并且与国际接轨。在考虑国内外相关系统如:霍尼韦尔控制系统、横河μXLDCS和SIEMES控制系统等后,决定选择SIEMENS控制系统.从而确保了系统的成熟性。选择西门子的系统另外一个原因是这种系统易于维护,易于扩展。对中药生产过程中，常常发生 “泡沫引发逃液”的现象。采用CTN—XM系列双液位全自动消除泡沫控制装置，其中依据电阻响应原理的泡沫探测电***有***的抗污染能力，因严重的污染而出现结垢的情况下，仍然能检测出液面位置，从而达到可靠有效地消除泡沫，达到控制“逃液”的目的。[2]

4 系统的结构与配置

　　本文采用PROFIBUS-DP构建中药提取过程监控系统的底层网络。新型的现场总线控制系统突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷，把基于封闭的、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案，现场总线标准有几十种。每种总线标准都有自身的特点，并在特定的应用领域显示自身的优势。过程现场总线PROFIBUS作为一种国际化、开放式、不依赖设备生产商的现场总线标准，作为全集成过程和工厂自动化的现场总线解决方案，已被广泛应用于过程控制和流程工业。PROFIBUS采用OSI模型的物理层,数据链路层。当传输速率为9.6Kbps～12Mbps时，其传输距离可以达到100m。当传输速率为1.5Mbps时，其传输距离可以达到为400m。PROFIBUS的传输介质可以是双绞线，也可以是光缆。其最多可以挂接127个子站点。PROFIBUS采用功能模块化设计，不同的应用系统使用不同的模块进行设计。底层系统结构如图3所示。在本级中系统被分为两个层次即设备控制层和监控层。

　在设备控制层中采用西门子的PROFIBUS-DP把各种电磁阀、离心泵、电机、温度传感器、压力传感器以及ET200分站等功能单元联结成一个整体。温度传感器选用Pt1O0铂电阻温度传感器，输出4—20mA电流信号，它抗干扰能力强，易于信号远传。压力传感器选用隔离式传感器组件和集成电路组件技术生产的耐蒸汽高温的压力传感器，具有线性好、温漂小、时间稳定性好等优点。

　　该层所涉及到的现场设备有：水提取罐、醇提取罐、储液罐、回收溶媒罐、浓缩罐、精馏塔、过滤器、冷凝器、加热器等。控制上述设备的下位执行机构有控制开关阀、PID调节阀、电磁流量计、液位计、温度变送器、压力变送器、自吸泵，出液泵以及热油泵等。底层PLC硬件配置：西门子公司的S7-300系列PLC，CPU的型号采用CPU315-2DP，ET200M模块6ES7 l53—2AA02—0XB0，电源模块6ES7 307-1KA00-0AA0，32点24V数字量输入模块6ES7 321—1BL00—0AA0，16点继电器输出模块6ES7 322—1HH00—0AA0，8路模拟量输入模块6ES7 331—7KF01—0AB0，8路热电阻输入模块6ES7 331-7PF00-0AB0，4路PID模块6ES7 355—0VH10—0AE0等。

　　在该系统中采用电炉进行加热，由于电炉的升温和保温是靠电阻丝加热，降温则是依靠自然环境冷却，当温度一旦出现超调就无法使用控制手段使其降温，具有升温单向性、非线性、不均匀增益和大滞后等特性，数学模型难以建立。由于系统具有大滞后和升温单向性特性，用常规PID控制方法，很容易造成积分饱和，因此难以得到满意的控制效果。为此，先用阶跃响应曲线法建立加热炉的初步数学模型，获得其大致的放大系数K，时间常数T和滞后时间r;然后用Ziegler—Nichols法整定PID参数，采用分段变系数增量式PID控制策略，实现对加热炉的控制。具体方法如图4所示，在开始至A点之前，可以给的控制量，使系统快速升温;AB两点之间采用PD控制;在临界稳态区，为了消除系统稳态误差，需要加入积分作用，采用PID控制;当超调大于5%时，输出为0停止加热。在本系统中采用西门子公司的S7-300系列的功能模块FM-355-2C实现PID控制。

开关量输出模板  

6ES7 132-4BB01-0AA0 2路开关量输出 24VDC 0,5A 标准 （5块）

6ES7 132-4BB01-0AB0 2路开关量输出 24VDC 0,5A 高性能 （5块）

6ES7 132-4BD01-0AA0 4路开关量输出 24VDC 0,5A 标准 （5块）

6ES7 132-4BB31-0AA0 2路开关量输出 标准型 直流24V/2A，每包装5个

6ES7 132-4BB31-0AB0 2路高性能型开关量输出 直流24V/2A，每包装5个

6ES7 132-4BD32-0AA0 4路开关量输出 24VDC 2A 标准 （5块）

6ES7 132-4FB01-0AB0 2路开关量输出 交流120/230V，每包装5个

6ES7 132-4HB01-0AB0 2路继电器输出 24VDC/230VAC 5A （5块）

6ES7 132-4HB10-0AB0 2路继电器输出 继电器直流24V-48V/5A，交流24V-230V/5A（5块）

模拟量输入模板  

6ES7 134-4FB01-0AB0 2路模拟量输入 电压信号 标准

6ES7 134-4FB51-0AB0 2路高速型模拟量输入 电压 +/-10V；模块周期时间： 1MS

6ES7 134-4LB02-0AB0 2路模拟量输入 电压信号 高性能 (16位)

6ES7 134-4GB01-0AB0 2路模拟量输入 电流信号 标准 2线制

6ES7 134-4GB51-0AB0 2路高速型模拟量输入 I-2线 4 - 20MA；模块周期时间： 1MS，

6ES7 134-4GB11-0AB0 2路模拟量输入 电流信号 标准 4线制

6ES7 134-4GB61-0AB0 2路高速型模拟量输入 I-4线 4 - 20MA；模块周期时间： 1MS

6ES7 134-4MB02-0AB0 2路模拟量输入 电流信号 高性能 (16位) 2线制

6ES7 134-4JB50-0AB0 2路模拟量输入 RTD热电阻信号

6ES7 134-4JB00-0AB0 2路模拟量输入 热电偶信号

6ES7 134-4NB01-0AB0 2路高性能型模拟量输入 热电偶信号，带内部温度补偿

6ES7 134-4NB51-0AB0 2路高性能型模拟量输入 RTD热电阻信号， 带线电阻的内部补偿

模拟量输出模板  

6ES7 135-4FB01-0AB0 2路模拟量输出 电压信号 标准

6ES7 135-4GB01-0AB0 2路模拟量输出 电流信号 标准

6ES7 135-4LB02-0AB0 2路模拟量输出 电压信号 高性能 (16位)

6ES7 135-4MB02-0AB0 2路模拟量输出 电留信号 高性能 (16位)

功能模板  

6ES7 138-4DA04-0AB0 1个计数器24V/100KHZ

6ES7 138-4DB03-0AB0 SSI 位置检测模板

6ES7 138-4DD00-0AB0 2 Pulse (pulse width modulation, timer)

6ES7 138-4DC00-0AB0 STEP1 步进电机模板

6ES7 138-4DF01-0AB0 1 SI 通讯模板(RS232 RS422 RS485 串行接口)

6ES7 138-4DF11-0AB0 1个 SI 串行接口，单通道，RS232/422，485 MODBUS/USS

6ES7 138-4DL00-0AB0 1 POS-U 定位模板 带数字量输出 用于 5V/24V 增量编码器

6ES7 138-4GA00-0AB0 4 个IQ-SENSE 直流24VC，每包装5个

端子模块  

6ES7 193-4CC20-0AA0 TM-P15S23-A1 f. PM//2x3 电源模块螺钉型端子

6ES7 193-4CC30-0AA0 TM-P15C23-A1 f. PM/2x3 电源模块弹簧型端子

6ES7 193-4CD20-0AA0 TM-P15S23-A0 f. PM/2x3 电源模块螺钉型端子

6ES7 193-4CD30-0AA0 TM-P15C23-A0 f. PM/2x3 电源模块弹簧型端子

6ES7 193-4CE00-0AA0 TM-P15S22-01 f. PM/2x2 电源模块 螺钉型端子

6ES7 193-4CE10-0AA0 TM-P15C22-01 f. PM/2x2 电源模块弹簧型端子

6ES7 193-4CA20-0AA0 TM-E15S24-A1 f. EM/2x4 电子模块螺钉型端子 （5块）

6ES7 193-4CA30-0AA0 TM-E15C24-A1 f. EM/2x4 电子模块弹簧型端子 （5块）

6ES7 193-4CB20-0AA0 TM-E15S24-01 f. EM/2x4 电子模块螺钉型端子 （5块）

6ES7 193-4CB30-0AA0 TM-E15C24-01 f. EM/2x4 电子模块弹簧型端子 （5块）

6ES7 193-4CB00-0AA0 TM-E15S23-01 f. EM/2x3 电子模块螺钉型端子 （5块）

6ES7 193-4CB10-0AA0 TM-E15C23-01 f. EM/2x3 电子模块弹簧型端子 （5块）

6ES7 193-4CA40-0AA0 TM-E15S26-A1 für EM/2x6 电子模块螺钉型端子 （5块）

6ES7 193-4CA50-0AA0 TM-E15C26-A1 für EM/2x6 电子模块弹簧型端子 （5块）

6ES7 193-4JA00-0AA0 SIMATIC DP，ET 200S备件终端模块