1 具有 SIMATIC S7 Ex 模块的自动化系统的机械组态
1.11 电气设备的维修
1.11 电气设备的维修
更换设备
仅在获得“许可”的情况下，才可在电气系统或设备上工作。如果更换了电气设备，则必须注 意正确的温度等级、爆炸组和相应 (Ex) 区域。必须有合格证、EU 特殊测试证书和设计认证。
维护设备
除非修复未影响防爆，否则必须由有资格的专家根据 ElexV 第 15 段进行测试，并且在通过测 试后，才可在运行时再次更换修复的电气设备。如果维修影响了防爆，则只能使用原备件。不 允许进行不再确保设备防爆的临时维修。
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SIMATIC S7 Ex 数字模块 2
2.1 本章概述
概述
本章介绍了以下 SIMATIC S7 Ex 数字模块：
● 数字输入 SM 321; DI 4 x NAMUR 订货号：6ES7 321-7RD00-0AB0
● 数字输出 SM 322; DO 4 x 24 V/10 mA 订货号：6ES7 322-5SD00-0AB0
● 数字输出 SM 322; DO 4 x 15 V/20 mA 订货号：6ES7 322-5RD00-0AB0
注意事项
可以在附录“标准和许可证”中找到有关相关安全标准和其它安全规则的信息。
S7-300 模块的常规技术规范 适用。
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2.2 数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR (6ES7321-7RD00-0AB0)
2.2.1 特性和技术规范
订货号
6ES7 321-7RD00-0AB0
特性
SM 321; DI 4 x NAMUR 具有以下特性：
● 4 个输入
– 与总线电隔离 – 相互之间电隔离
● 负载电压 24 VDC
● 可连接的传感器
– 符合 DIN EN 60947-5-6 或 IEC 60947-5-6 – 互连的机械触点（具有诊断评估）
– 开路的机械触点（无评估）
● 编码器电源 (8.2 V) 的 4 个防短路输出
● 操作点：
逻辑“1”≥ 2.1 mA 逻辑“0”≤ 1.2 mA
● 状态指示（0 到 3）= 绿色 LED 故障指示 = 红色 LED 用于 – 组故障指示 (SF)
– 通道相关的短路和断线错误消息（F0 到 F3）
● 可组态的诊断
● 可组态的诊断中断
● 可组态的过程中断
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SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.2 数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR (6ES7321-7RD00-0AB0)
SM 321; DI 4 x NAMUR 的接线图
SM 321; DI 4 x NAMUR 的方框图
SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.2 数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR (6ES7321-7RD00-0AB0)
SM 321; DI 4 x NAMUR 的技术规范
测试号 KEMA 01ATEX1057 X
FM 保护
允许的非 Ex 区的信号的电位差 (VISO)
SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.2 数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR (6ES7321-7RD00-0AB0)
用于传感器选择的数据
符合 DIN EN 60947-5-6 或 IEC 60947-5-6 输入电流
• 在信号“1”处 2.1 到 7 mA
• 在信号“0”处 0.35 到 1.2 mA
时间/频率
中断条件时间，用于
• 仅中断条件 最大 250 µs
• 中断和诊断条件 最大 250 µs
输入延迟 (EV)
• 可否组态 可以
• 额定值 通常为 0.1/0.5/3/15/20 ms
参见
LK 393 接线盒（页 17）
具有 Ex I/O 模块的 S7-300 的组态（页 21）
具有 Ex I/O 模块的 ET 200M 的组态（页 23）
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2.2.2 参数化
参数化
在 STEP 7 中设置数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR 的参数。必须在 CPU STOP 模式下 执行设置。以该方式设置的参数在从 PG 传送到 S7-300 期间存储在 CPU 中。这些参数在状 态从 STOP 更改为 RUN 期间传送到数字模块。
还可以在使用 SFC 55 到 57 的用户程序中更改某些参数。
2 个参数化备选项的参数细分为：
● 静态参数
● 动态参数
下表显示了静态参数和动态参数的特性。
表格 2-1 SM 321; DI 4 x NAMUR 的静态参数和动态参数
参数 可以进行设置的方式 CPU 运行状态
静态 通过编程设备 STOP
动态 通过编程设备 STOP
动态 通过用户程序中的 SFC55 到 SFC57 RUN
缺省设置
SM 321; DI 4 x NAMUR 的特点是具有诊断、中断等的缺省设置。
这些缺省设置适用于未在 STEP 7 中进行参数化的数字输入模块。
可组态的特性
可使用以下参数块参数化 SM 321; DI 4 x NAMUR 的特性：
● 基本设置
● 诊断
● 过程中断
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SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.2 数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR (6ES7321-7RD00-0AB0)
通道组分配
输入延迟
下表显示了 SM 321; DI 4 x NAMUR 的可编程输入延迟时间和它们的容差。
表格 2-4 SM 321; DI 4 x NAMUR 的输入信号的延迟时间
输入延迟 误差
0.1 ms 75 到 150 μs
0.5 ms 0.4 到 0.8 ms
3 ms（缺省） 2.8 到 3.5 ms
15 ms 14.5 到 15.5 ms
20 ms 19 到 21 ms
2.2.3 诊断消息
简介
可以使用诊断功能确定信号采集是否无错。
参数化诊断
可以在 STEP 7 中对诊断功能进行编程。
诊断评估
分析诊断数据时，我们需要区分可编程诊断消息和不可编程诊断消息。仅当在“断线”或“M 短路”参数启用了诊断数据分析后，才输出“断线”或“M 短路”等可编程诊断消息。
不可组态的诊断消息是常规诊断消息，即与参数化无关。
如果已通过参数化方式启用了诊断中断，则诊断信号将导致触发诊断中断。
无论是否进行参数化，已知的模块错误始终会导致 SF LED 或相应的通道故障 LED 亮起，而 不管 CPU 处于何种运行状态（在已通电的情况下）。
例外：
仅当启用了参数化后，SF LED 和相应的通道故障 LED 才会在断线时亮起。
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SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.2 数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR (6ES7321-7RD00-0AB0)
数字输入模块的诊断
下表提供了 SM 321; DI 4 x NAMUR 生成的诊断消息概述。可以在 STEP 7 中启用诊断功能。
诊断信息可以针对通道组，也可以针对整个模块。
表格 2-5 SM 321; DI 4 x NAMUR 的诊断消息
诊断消息 诊断的有效范围 可否组态
断线 M 短路
通道组 可以
模块中的参数错误 模块未参数化 缺少外部辅助电压 无内部辅助电压 保险丝熔断 时间监视狗故障 EPROM 出错 RAM 出错 CPU 出错 过程中断丢失
模块 无
读出诊断消息
可以读取 STEP 7 中的系统诊断数据。可以使用 SFC59 读取用户程序中模块的详细诊断消息。
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故障和校正措施
下表提供了每条诊断消息的可能原因以及相应校正措施的列表。
但是，请注意，必须在模块上启用错误检测，以便输出相关的可编程诊断消息。
表格 2-6 SM 321; DI 4 x NAMUR 中的诊断消息及它们的成因和校正措施
诊断消息 造成故障的可能原因 校正措施
两条编码器线路之间短路 排除短路故障
M 短路
(I > 8.5 mA) 触点作为传感器
未在线路中将 1 kΩ 串连电阻安装到触点
在线路中的触点处直接 连接 1 kΩ 电阻
模块和 NAMUR 传感器之间的导线断线 连接线路
触点作为传感器（启用了断线监视） 10 kΩ 电阻未在触点处直接 安装或中断 触点作为传感器（无监视）
断线 (I ≤ 0.1 mA)
通道未使用（断开）
通过参数化“诊断断线”禁用通道
模块中的参数错误 通过 SFC 在模块中加载了无效的参数 检查模块的参数化，然后重新加载有效 的参数
模块未参数化 未向模块提供参数 将模块包括在参数化中
缺少外部辅助电压 无模块电源电压 L+ 提供 L+ 电源 无模块电源电压 L+ 提供 L+ 电源 无内部辅助电压
模块内部保险丝有故障 更换模块
保险丝熔断 模块内部保险丝有故障 更换模块
局部强电磁干扰 消除干扰源
时间监视狗故障
模块有故障 更换模块
局部强电磁干扰 消除干扰源，然后关闭/打开 CPU 电源
电压 EPROM 出错
RAM 出错
CPU 出错 模块有故障 更换模块
过程中断丢失 CPU 无法以此速率处理连续的过程中断 更改 CPU 中的中断处理并重新参数化模 块（如有必要）
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SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.2 数字输入模块 SM 321; DI 4 x NAMUR (6ES7321-7RD00-0AB0)
2.2.4 中断
简介
基本上，在以下中断之间进行区分：
● 诊断中断
● 过程中断
参数化中断
可以在 STEP 7 中对中断进行编程。
缺省设置
可通过缺省设置禁止这些中断。
诊断中断
如果启用了诊断中断功能，则当模块检测到断线或 M 短路等进入或离开错误时，它将触发该 诊断中断。通过参数化禁用的诊断功能不能触发中断。CPU 中断用户程序或低优先级等级的 处理，然后处理诊断中断模块 (OB82)。
过程中断
根据参数设置，模块支持在信号跳转的正跳沿、负跳沿或正负跳沿处触发每个通道的过程中 断。可以确定哪个通道触发了来自用户程序中 OB40 本地数据的中断。
活动的过程中断触发 CPU 上的过程中断执行 (OB40)，即，CPU 中断用户程序的执行或者较低 优先级等级的作业的执行。如果没有等待处理的较高的优先级等级，将根据所有模块所存储中 断的发生顺序来逐个对其进行处理。
过程中断丢失
通道处的事件（沿跳转）被写入到过程中断栈并且触发过程中断。如果在 CPU 确认过程中断
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电源电压和运行状态的影响
SM 321; DI 4 x NAMUR 的输入值取决于电源电压和 CPU 的运行状态。
下表提供了这些依赖关系的总览。
表格 2-7 CPU 运行状态的输入值与 SM 321; DI 4 x NAMUR 的电源电压 L+ 的依赖关系
运行状态 CPU 数字模块的电源电压 L+ 数字模块的输入值
使用 L+ 过程值
RUN
不使用 L+ > 20 ms 0 信号
使用 L+ 过程值
POWER ON
STOP
不使用 L+ 0 信号
使用 L+ -
POWER OFF -
不使用 L+ -
SM 321; DI 4 x NAMUR 的电源电压 L+ 故障始终由模块前面的 SF LED 指示，并且还将被输 入诊断中。
当模块电源电压 L+ 下降时，在“0”信号传送到 CPU 之前，输入值最初会保持 20 到 40 ms。
电源电压骤降不超过 20 ms 不会影响过程值，但是会由诊断中断报告和并由组错误 LED 指示。
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SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.3 数字输出模块 SM 322; DO 4 x 24 V/10 mA (6ES7 322-5SD00-0AB0)
2.3 数字输出模块 SM 322; DO 4 x 24 V/10 mA (6ES7 322-5SD00-0AB0)
2.3.1 特性和技术规范
订货号
6ES7 322-5SD00-0AB0
特性
SM 322; DO 4 x 24 V/10 mA 具有以下特性：
● 4 个输出
– 与总线电隔离 – 相互之间电隔离
● 适用于 – 本安阀 – 声音中断 – 指示灯
● 可组态的诊断
● 可组态的诊断中断
● 可组态的缺省输出
● 状态指示（0 到 3）= 绿色 LED 故障指示 = 红色 LED 用于 – 组故障指示 (SF)
– 通道相关的短路和断线错误消息（F0 到 F3）
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SM 332; DO 4 x 24 V/10 mA 的接线图
SIMATIC S7 Ex 数字模块
SM 332; DO 4 x 24 V/10 mA 的技术数据
尺寸和重量
尺寸：宽 x 高 x 深 (mm) 40 x 125 x 120
重量 约 230 g
模块特定的数据
输出数 4
屏蔽线长度 最长 200 m
KEMA 保护
（参阅附录）
II 3 (2) G
EEx nA [ib] IIC T4
测试号 KEMA 01ATEX1059 X
FM 保护
（参阅附录）
等级 I，分区 2，
组 A、B、C、D T4 等级 I，区域 2，
组 IIC T4 电压、电流、电位
总线电源 额定负载电压 L+
• 反向电压保护
5 VDC 24 VDC 有 输出的总电流
• 水平安装，可达 60 °C 无限制
• 垂直安装，可达 40 °C 无限制
电隔离
• 通道和背板总线之间 有
• 通道和负载电压 L+ 之间 有
• 通道之间 有
• 背板总线和负载电压 L+ 之间 有
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SIMATIC S7 Ex 数字模块 2.3 数字输出模块 SM 322; DO 4 x 24 V/10 mA (6ES7 322-5SD00-0AB0)
允许的 Ex 区的信号的电位差 (VISO)
• 通道和背板总线之间 60 VDC
30 VAC
• 通道和负载电压 L+ 之间 60 VDC
30 VAC
• 通道之间 60 VDC
30 VAC
• 背板总线和负载电压 L+ 之间 60 VDC
30 VAC 允许的非 Ex 区的信号的电位差 (VISO)
• 通道和背板总线之间 400 VDC
250 VAC
• 通道和负载电压 L+ 之间 400 VDC
250 VAC
• 通道之间 400 VDC
250 VAC
• 背板总线和负载电压 L+ 之间 75 VDC
60 VAC 绝缘测试
• 通道和背板总线之间以及通道和负载电压 L+ 之间 使用 1500 VAC
• 通道之间 使用 1500 VAC
• 背板总线和负载电压 L+ 之间 使用 500 VDC
电流输入
• 来自背板总线
• 来自负载电压 L+（按额定数据）
最大 70 mA 最大 160 mA
模块功耗 通常为 3 W
状态、中断、诊断
状态、中断、诊断