Siemens 6ES7155-6AU01-0CN0 E/S distribuées

Identification de base & Décodage du modèle

Désignation complète: SIMATIC ET 200SP IM 155-6 PN/2 HF

6ES7: Série d'E/S distribuées S7

155: ET200SP Module d'interface PROFINET

6AU01: 2High-Feature 2 ports de ème génération (HF) version du matériel

0CN0: HF (Fonctionnalité élevée) variante fonctionnelle

Positionnement: Module de tête pour stations déportées ET200SP, permettant l'extension des E/S distantes via PROFINET pour les CPU S7-1500 (1511C / 1513C / 1515 / 1517)

2. Spécifications matérielles de base

2.1 Dimensions physiques & Alimentation

2.2 Capacité d'extension d'E/S

Fond de panier local: Jusqu'à 64 Modules de signaux ET200SP (entièrement compatible avec le numérique, analogique, comptoir, modules de positionnement et de sécurité)

Poste à distance: Jusqu'à 16 Modules de terminaux déportés ET200AL

Prise en charge du remplacement à chaud: Les modules d'E/S peuvent être remplacés pendant le fonctionnement sans interrompre la communication à l'échelle de la station

Charge maximale d'un emplacement unique sur le fond de panier: 1 UN / 24 À DC (en combinaison avec les bornes de puissance PM-E)

2.3 Capacités de communication PROFINET (Fonctions de base HF hautes fonctionnalités)

1. Switch 2 ports intégré; BusAdapter est un accessoire à commander séparément (non inclus avec l'unité de base)

Types d'adaptateurs de bus en option: 2×RJ45, 2×M12, 2×Connecteurs rapides FC, Fibre optique LC/SCRJ, etc..

2. Taux de transmission: 100 Mbit/s en duplex intégral, passage automatique et négociation automatique
3. Couverture complète des protocoles en temps réel:

PROFINETRT (Temps réel standard)

IRT isochrone en temps réel: Cycle minimum de 31.25 µs, dédié à la synchronisation de mouvement multi-axes

Protocole de redondance des médias MRP (auto-récupération de l'anneau < 200 ms en cas de rupture de câble)

Redondance du système S2 (double CPU en veille chaude pour une haute disponibilité industrielle)

Appareil partagé, Gestion de l'énergie PROFIenergy, démarrage prioritaire

4. Connexions PN maximales: 16 Contrôleurs d'E/S / Hôtes IHM

2.4 LED d'état du panneau avant

REP (Vert): 24 V alimentation normale

COURIR (Vert): Module fonctionnant correctement

ERREUR (Rouge): Indication de défaut (communication / fond de panier / court-circuit)

ENTRETIEN (Jaune): Rappel d'entretien, alarme de diagnostic

BusAdapter équipé de deux LED d'état du port LINK/ACT

3. Avantages exclusifs de la version HF haute fonctionnalité (par rapport au modèle ST standard 6AU01-0BN0)
4. Prend en charge la synchronisation isochrone IRT et la redondance du système S2 (indisponible sur la variante standard)
5. Diagnostic complet des câbles, statistiques de perte de paquets de port, diagnostics granulaires au niveau du canal
6. Espace d'adressage du fond de panier plus grand, compatible avec des modules de fonctions plus spéciaux (compteurs à grande vitesse, entrée de position, modules F de sécurité)
7. Périphérique partagé multi-contrôleur, démarrage prioritaire, transfert d'horloge de précision pour le contrôle de mouvement
8. Protection améliorée contre les interférences et les surtensions, idéal pour les lignes de production de haute fiabilité dans le secteur automobile, batteries au lithium et industries pharmaceutiques
9. Accessoires assortis obligatoires (Commande séparée requise)
10. Adaptateur de bus (obligatoire; les câbles réseau ne peuvent pas être connectés sans cet adaptateur)
11. Module terminal serveur ET200SP (installé à l'extrême droite de la gare, Numéro de pièce. 6ES7193-6PA00-0AA0, nécessaire pour terminer le bus de fond de panier)
12. Diverses unités de base de signal, Bornes de puissance PM-E, modules d'E/S numériques/analogiques/compteurs/sécurité
13. 24 Prise de borne d'alimentation V (fourni en standard avec le module)
14. Compatibilité logicielle

Logiciel de programmation: TIA Portal V15.1 ou version ultérieure

Processeurs compatibles: Série complète S7-1500, Contrôleurs ouverts ET200SP

Version GSDML: V2.34, interopérable avec des maîtres PROFINET tiers

6. Scénarios d'application typiques
7. Véhicule complet automobile & Lignes de production de composants: Soudage synchronisé multi-axes, lignes de convoyage s'appuyant sur la synchronisation isochrone IRT
8. Batterie au lithium & Équipement photovoltaïque: Réseaux en anneau redondants MRP, demande de haute disponibilité avec les processeurs S2 à double veille chaude
9. Conditionnement & Machines-outils de moulage par injection: Extension à distance du compteur d'impulsions à grande vitesse et des modules de positionnement
10. Pharmaceutique & Lignes de transformation des aliments: Remplacement des E/S remplaçables à chaud en ligne pour minimiser les temps d'arrêt
11. Armoires d'E/S déportées distribuées pour grandes lignes de production: Jusqu'à 64 modules par station pour économiser de l'espace d'installation dans l'armoire
12. Comparaison des modèles de même série (Différenciation de sélection)

8. Installation & Points clés de la mise en service
9. Séquence d'installation: Rail DIN → unité de base IM155-6PN HF → montage séquentiel des modules de base d'E/S → module terminal serveur à l'extrême droite
10. Insérez le BusAdapter dans l'emplacement supérieur du module et fixez le clip de verrouillage.; mise à la terre du blindage pour les deux extrémités des câbles réseau
11. Applications de synchronisation IRT: Activer la synchronisation isochrone sur le CPU; le cycle du domaine de synchronisation doit correspondre 31.25 / 62.5 / 125 / 250 µs
12. Réseau en anneau redondant: Activez le MRP sur toute la ligne pour un basculement automatique aux points d'arrêt de l'anneau
13. Dépannage: Voyant rouge fixe ERREUR → court-circuit du fond de panier / module terminal manquant; Voyant rouge clignotant ERREUR → Déconnexion PROFINET / Conflit d'adresse IP
14. Les pièges de sélection à éviter
15. 0La variante CN0 HF est obligatoire pour le contrôle de mouvement, synchronisation multi-axes et double CPU en veille chaude; le modèle standard 0BN0 ne prend pas en charge la redondance IRT ou S2
16. Le BusAdapter doit être commandé séparément; les connecteurs du port réseau ne sont pas préinstallés sur l'unité de base
17. L'absence d'un module terminal serveur à l'extrémité de la station déclenche des défauts de fond de panier et une LED ERREUR rouge fixe
18. Un fonctionnement déclassé est requis à des températures ambiantes supérieures à +60 °C; réduire la quantité de modules d'E/S du fond de panier
19. Incompatible avec les modules d'interface ET200MP (IM155-5); les unités de base du fond de panier ne peuvent pas être interchangées

Six cas d'application pratiques sur le terrain du 6ES7155-6AU01-0CN0 (IM155-6 PN/2HF)

Capacités de base exclusives de ce module: Synchronisation isochrone IRT, Redondance du système S2, Réseau en anneau MRP, échange à chaud lors de l'exécution, maximum 64 Modules d'E/S, extension jusqu'à 16 Unités ET200AL. Tous les cas ci-dessous sélectionnent ce modèle HF pour ses fonctionnalités hautes performances, ce qui ne peut pas être rempli par la variante standard 6AU01-0BN0.

Cas 1: Ligne de production synchronisée multi-robots dans un atelier de soudage automobile (Application IRT de base)

Aperçu du projet

Ligne de soudage de carrosserie principale d'un constructeur automobile national, contrôlé par la CPU de mouvement S7-1517T. La ligne complète contient 12 armoires d'E/S déportées, chacun équipé d'un 6ES7155-6AU01-0CN0. Chaque station transporte 48 Modules d'E/S ET200SP (entrée/sortie numérique, modules F de sécurité, acquisition d'encodeur), réaliser un contrôle synchronisé avec plusieurs servomoteurs S120, Robots et caméras de vision KUKA.

Réseau & Conception fonctionnelle

1. Adoption des BusAdapters BA 2×RJ45; ligne complète configurée comme domaine de synchronisation isochrone IRT avec un cycle minimum de 62.5 µs.
2. Horloge système partagée pour les trajectoires de soudage multi-robots, servos de convoyeur et positionnement par vision, erreur de synchronisation < 1 µs.
3. Topologie linéaire formée par la mise en cascade de deux ports de chaque station; segments locaux construits sous forme d'anneaux redondants de médias MRP, avec auto-récupération automatique dans 200 ms sur rupture de câble sans coupure de ligne.
4. Prend en charge les appareils partagés: Les signaux d'E/S d'une station peuvent être lus et écrits simultanément par le contrôleur PLC principal et les contrôleurs de robot..

Raison du choix de HF (0CN0) Modèle

La variante standard n'a pas de fonction IRT, conduisant à une gigue excessive dans la synchronisation multi-axes et à des défauts de décalage de soudage. Le modèle HF offre une transmission d'horloge précise pour répondre aux normes de processus de soudage automobile de haute précision.

Avantages sur place

Cycle de contrôle complet réduit de 18 Mme à 7 MS, taux de rebut de soudage réduit de 65%. Les modules d'E/S défectueux peuvent être remplacés à chaud en ligne, réduisant les temps d'arrêt pour maintenance d'un seul poste de travail en 80%.

Cas 2: Équipement d'empilage de batteries au lithium (Redondance du système S7-1500R/H S2)

Aperçu du projet

Machine d'empilage entièrement automatique pour les nouvelles batteries d'énergie avec l'exigence du client d'une production continue sans temps d'arrêt. Le contrôle principal adopte un processeur redondant S7-1515R; les quatre stations ET200SP distantes déploient 6ES7155-6AU01-0CN0 pour collecter les signaux analogiques du positionnement des pièces polaires, servos de correction, ventouses sous vide, température et pression.

Conception d'architecture redondante

1. Redondance du système S2 (E/S à affectation multiple) activé sur chaque IM155-6 PN HF; deux câbles réseau se connectent respectivement aux processeurs redondants principal et de secours.
2. Reprise transparente de toutes les E/S distantes par l'automate de secours dès l'instant où l'automate principal tombe en panne, sans perte de signal ni alarme/arrêt de l'équipement.
3. La redondance en anneau MRP garantit la continuité de la production malgré les pannes ponctuelles des câbles ou des commutateurs.
4. 64-L'extension du fond de panier intègre des modules de compteur à grande vitesse pour acquérir les signaux d'encodeur provenant des servos empilés..

Considération de sélection clé

Le modèle standard 0BN0 ne prend pas en charge la redondance S2. Les lignes de production de lithium subissent d’énormes pertes à la casse une fois arrêtées, rendant la version HF obligatoire.

Cas 3: Ligne de remplissage aseptique pour produits pharmaceutiques (Remplacement à chaud + Diagnostic granulaire)

Aperçu du projet

Ligne de remplissage aseptique de liquides buccaux avec E/S multipostes distribuées, environnement propre et changements de format fréquents; l'arrêt complet de la ligne pour maintenance est interdit. La station principale utilise un automate de sécurité S7-1511F, avec 8 Stations distantes ET200SP équipées de 6ES7155-6AU01-0CN0 associées à des modules de sécurité F-DI/F-DO pour se conformer aux réglementations de sécurité GMP.

Fonctions de terrain HF uniques mises en œuvre

1. Remplacement à chaud de l'environnement d'exécution du module complet: Les modules d'E/S de vannes ou de capteurs défectueux dans les stations-service peuvent être directement remplacés tandis que l'API continue de fonctionner sans arrêt de la production..
2. Diagnostic granulaire des canaux: Localisation précise des circuits ouverts ou courts-circuits du capteur monocanal, avec alertes de points de défaut contextuelles sur l'IHM.
3. La fonction d'économie d'énergie PROFIenergy coupe automatiquement l'alimentation des E/S du fond de panier pendant la veille de la station afin de réduire la consommation d'énergie dans les salles blanches..
4. Large plage de température de fonctionnement de -25 °C ~ +60 °C, convient aux armoires de commande haute température adjacentes aux fours de stérilisation.

Inconvénients de la variante standard pour la comparaison

0BN0 ne dispose pas de diagnostics complets au niveau du canal, limiter la localisation des défauts à l'ensemble de la station et provoquer des retards de dépannage de plusieurs heures; la gestion fine de l’énergie n’est pas prise en charge.

Cas 4: Emballage entièrement servo à grande vitesse & Ligne de production d'impression (Contrôle de mouvement à cycle court)

Aperçu du projet

Machine d'impression hélio à grande vitesse pour emballages alimentaires flexibles avec 12 axes servo pour le contrôle du registre et une vitesse d'impression maximale de 300 m / mon. Armoires d'E/S déportées distribuées au déroulement, impression, les stations de refendage et de rembobinage adoptent toutes IM155-6 PN HF 6ES7155-6AU01-0CN0, associé au processeur S7-1516T.

Avantages principaux des applications

1. La synchronisation isochrone IRT offre un alignement précis du registre multicolore et élimine les défauts d'image fantôme à l'impression..
2. Le câblage en cascade linéaire via deux ports réduit la quantité de commutateurs industriels et réduit le coût total.
3. Prend en charge l'extension jusqu'à 16 Bornes déportées ET200AL à proximité des rouleaux de la machine à imprimer, raccourcissement du câble du capteur.
4. Le bus en temps réel élevé permet une acquisition sans décalage des signaux d'impulsion du codeur, sans décalage de registre pendant les cycles marche-arrêt à grande vitesse.

Cas 5: Réseau en anneau redondant MRP pour la logistique des grands entrepôts automatisés

Aperçu du projet

Entrepôt automatisé à grande hauteur pour le commerce électronique avec 16 Stations d'E/S déportées ET200SP autour des systèmes de rayonnages pour contrôler les transstockeurs, commutateurs de tri, capteurs photoélectriques et signaux analogiques de pesage. Toutes les stations utilisent 6ES7155-6AU01-0CN0 pour construire un réseau en anneau redondant MRP complet.

Conception de topologie

Les deux ports de tous les modules IM155 HF sont mis en cascade de bout en bout pour former un grand anneau. Tout défaut de câble ou de module d'interface déclenche une commutation automatique de contournement d'anneau.; les transstockeurs fonctionnent en continu sans embouteillages. Jusqu'à 64 Les emplacements d'E/S par station permettent une installation centralisée de l'armoire au niveau du sol du rack et réduisent le nombre de sous-armoires sur site.

Explication de la sélection

Alors que les modèles ST standard prennent en charge MRP, leur faible débit de bus entraîne des congestions de communication et des arrêts d'urgence des transstockeurs sous de lourdes charges de signaux simultanées. Le matériel HF double la capacité de débit du bus.

Cas 6: Rénovation d’une usine de traitement des eaux usées & Mise à niveau (Environnement difficile à haute température)

Aperçu du projet

Modernisation de systèmes d'E/S déportées pour réservoirs d'aération, bassins de décantation et salles de dosage de produits chimiques dans une grande usine de traitement des eaux usées municipale, remplacement du matériel ET200M existant. Les armoires de commande extérieures sont confrontées à des fluctuations de température extrêmes et à une humidité élevée avec condensation. Un total de 9 des unités de 6ES7155-6AU01-0CN0 sont déployées pour collecter l'oxygène dissous, pH, signaux de niveau de liquide et de vanne de pompe.

Points forts de l'adaptation sur site

1. Large plage de températures de fonctionnement de -25 °C ~ +60 °C, tolérant des conditions hivernales inférieures à zéro et des températures internes élevées dans les armoires en été.
2. 1500 L'isolation électrique V AC entre les ports PN et le fond de panier assure une communication stable sous de fortes interférences des inverseurs de pompe à eau..
3. Des diagnostics complets des câbles distinguent les circuits ouverts du capteur, vieillissement des câbles et défauts à la terre.
4. Le refroidissement passif sans ventilateur élimine les problèmes d'accumulation de poussière dans les environnements d'eaux usées très humides, avec un MTBF dépassant 120,000 heures.

Résumé général de la sélection (Scénarios obligatoires pour le modèle 6AU01-0CN0 HF)

1. Applications nécessitant une synchronisation isochrone IRT: servomoteurs multi-axes, robots, presses à imprimer, équipement d'empilage de batterie au lithium
2. Systèmes redondants S7-1500R/H nécessitant des E/S multi-affectées S2
3. Topologies en anneau redondantes MRP où l'arrêt de la ligne de production est inacceptable
4. Demande de remplacement à chaud en ligne de modules d'E/S et de diagnostics granulaires monocanal
5. Partage d’E/S d’appareil partagé multi-contrôleur et gestion de l’énergie PROFIenergy
6. Stations à haute densité (sur 32 Modules d'E/S par station, avec extensions déportées ET200AL)