西门子创新的ET 200SP I/O系统——可实现高速及高精度控制

西门子创新的ET 200SP I/O系统
——可实现高速及高精度控制

随着网络和总线技术的发展，自动化系统由集中走向分布，作为分布式系统中的重要组成部分，分布式I/O也得到了广泛的应用。西门子SIMATIC ET 200家族包括从防护等级IP20到IP67的丰富的产品组合，已经成为市场占有率最高的分布式I/O产品。其中SIMATIC ET 200SP作为西门子推出的新一代产品，具有使用简单、体积紧凑、功能强大等特性，在各行各业已经得到了广泛认可。

随着制造业的转型升级，越来越多的应用对自动化系统的响应时间以及控制精度有着越来越高的要求。致力于推动自动化技术创新的西门子也在不断提升其产品功能，基于领先的工业以太网技术——PROFINET，西门子研发的基于时间的I/O以及过采样技术可以满足高精度和高速的应用要求。

ET 200远程站上基于时间的I/O模块可以提供带有高精度时间戳的脉冲信号，其工作原理如下图。基于时间的I/O模块其输入通道将来自传感器的脉冲信号的上升沿（或者下降沿）打上时间戳，该时间戳信息通过PROFINET传送给控制器，控制器根据工艺要求可以将时间戳信息和位置信号相关联，并计算出准确的输出响应时间，经过计算的时间戳信息经PROFINET传送给该模块的输出通道并最终控制执行器的动作，从而实现精度可达1µs的控制。

基于时间的I/O模块，独立于控制器和PROFINET的性能，可以确保输出信号在确定时间点上进行高精度响应。将输入和输出的时间戳完美结合，可以精确测量经过物体的长度或者实现精准的流体灌装。带来的好处也是显而易见的：首先提高生产效率，高精度的响应时间可以显著提高工厂的生产率；其次，通常的解决方案是采用更短的网络刷新时间，或者是更高性能的控制器以提高运行速度，由此而带来的问题是网络负载和控制器成本的增加，而基于时间的I/O模块独立于CPU的性能和网络刷新时间，不但可以减少CPU性能的额外开销，还可以减少网络总线的负载。典型应用领域除了长度测量，高精度流体灌装，还包括凸轮控制，以及其它需要精确响应的应用。

除了基于时间的I/O模块外，ET 200SP的高速I/O模块（包括数字量输入/输出，模拟量输入/输出）还具有过采样功能。基于PROFINET的等时同步模式，在一个数据循环周期内，高速模块的一个通道可以记录2～n个测量值或者输出2～n个数值，数值都具有相等的时间间隔，对于模拟量模块来说， 其最小的采样间隔可以达到50µs。对于需要高速的数据采集应用来说，可以不需要很快的CPU循环，减轻了控制器的负担，并且可以达到更高的精度。

基于时间的I/O以及过采样功能，这些功能均是基于PROFINET的高速性及确定性而衍生出来的，可以不依赖于CPU的性能，实现高精度的应用。

除此之外，SIMATIC ET 200SP还具有电能测量模块（ AI Energy Meter），可以记录电力变量，适用于设备级的能源管理。该测量模块非常紧凑，可以安装在ET 200SP CPU后面，也可以分布式的安装在接口模块后面；在一个分布式系统中可以测量数量众多的用能设备，可以节省控制柜内的空间，入门成本低。

电能测量模块可以记录设备在各种运行状态下的电能消耗，记录的能耗数据可以直接显示在HMI上，设备操作者可以直观掌握设备消耗情况，并可以根据需要改变操作流程。例如，可以在生产的间歇期间，关闭设备以节省能耗，从而更高效地运行设备。并且还可以将设备与上一层的能源管理系统相连，直接集成到上层能源管理系统中，例如SIMATIC B. Data。

SIMATIC ET 200SP电能测量模块，源于其模块化和紧凑的设计，对于设备能耗的监控提供了一个经济的解决方案。

ET 200SP除了作为一款标准分布式I/O产品外，结合PROFINET技术，不断推陈出新，扩展其产品组合及功能，可以满足不同行业客户的应用需要。更多产品信息请访问ET 200产品网站，www.siemens.com.cn/et200.