Profibus-DP与分布式I/O

1、分布式I/O的引入
组建自动化系统时，通常需要将过程的输入和输出集中集成到该自动化系统中。如果输入和输出远离可编程控制器，将需要铺设很长的电缆，从而不易实现，并且可能因为电磁干扰而使得可靠性降低。
分布式 I/O 设备便是这类系统的理想解决方案，即控制 CPU 位于中央位置，而I/O 设备(输入和输出)在本地分布式运行，同时通过功能强大的 PROFIBUS DP 的高速数据传输能力，可以确保控制 CPU 和 I/O 设备稳定顺畅地进行通讯。
2、Profibus-DP与分布式I/O
DP 主站是控制 CPU 和分布式 I/O 之间的连接链接。DP 主站通过 PROFIBUS DP 与分布式 I/O 交换数据并监视 PROFIBUS DP。分布式 I/O（即 DP 从站）负责在现场准备编码器和执行器数据，使得数据可以通过PROFIBUS DP 发送至控制CPU。
3、ET200系列分布式I/O
无论控制系统多么复杂，西门子ET200分布式I/O可以给用户带来另外一个选择。ET200是一种基于开放式PROFIBUS总线，并可实现从现场信号到控制室的数据通讯的远程分布式输入输出结构。它可以给用户带来许多好处，如降低接线成本、提高数据安全性、增加系统灵活性等等。如图1所示是ET200在自动化项目中的典型应用。

图1 ET200在自动化项目中的典型应用

（1）ET 200CN IM177
ET 200CN IM177 是全新的Profibus DP接口模块，带有集成的数字量输入/输出通道和Profibus DP快速连接接头以及24VDC 400mA传感器供电电源，可以扩展最多6个S7-200小型PLC的数字量及模拟量扩展模块。
它的网络连接速度高达1.5M，并能完全在Step 7下实现硬件组态、编程及在线诊断。
图2所示是ET 200CN IM177在总线配置中的一个实例，作为分布式I/O设备，它是分布式外设系统中的一个DP从站，可以将现场传感器或执行器的数据通过ProfiBus-DP总线传送到DP主站的S7-300 CPU。

图2 ET 200CN IM177的总线配置

（2）ET 200pro
ET 200pro是防护等级IP65以上的一款分布式I/O，最大可扩展16个模块或128点，电子模块与连接模块均支持热插拔，支持Profibus 以及Profinet，可以连接电机启动器、变频模块、MOBY识别等功能模块，提供故障安全型模块，并可与标准模块混合使用，安全等级达到 4 类/ SIL3 安全要求，使系统更具可用性，如图3所示。

图3 ET 200pro外观示意

（3）ET 200S

SIMATIC ET 200S是一种可分拆为单个组件而设计的分布式I/O，它由以下部分组成：输入和输出模块、智能模块、任何三相电源用电设备的负载馈电器。品种规格齐全、组态及编程的一致性使ET 200S成为应用广泛深入的通用I/O系统，即使在频繁要求改变的场合，通过交换和组合各种I/O模块，可显著地缩短设备的建立时间和降低费用。
ET 200S可以在STEP 7中配置称直接通讯方式，这是一种特殊的DP从站之间的关系，它的特点就是能够获取其他DP从站发送到主站的具体内容。

（4）ET 200M

SIMATIC ET 200M分布式 I/O 设备是具有 IP 20 防护等级的模块化 DP 从站。ET 200M 具有 S7-300 自动化系统的组态技术，如图4所示，它由一个 IM 153-x 和多个 S7-300 的 I/O模块组成。

① 电源模块 PS 307；② 接口模块 IM 153-x；③ 最多 8 个 I/O 模块（SM/FM/CP）
图4 ET 200M 分布式 I/O 设备的组态实例

（5）其他ET 200
除了以上ET200外，还有其他分布式I/O，包括：
◆ET 200is是本质安全系统，适用于有爆炸危险的区域。
◆ET 200X是IP65/67 的分布式I/O，相当于CPU 314，可用于有粉末和水流喷溅的场合。
◆ET 200eco 是经济实用的I/O，IP67。
◆ET 200R 适用于机器人，能抗焊接火花的飞溅。
◆ET 200L 是小巧经济的分布式I/O，像明信片大小的I/O 模块。
◆ET 200B是整体式的一体化分布式I/O。