4 SIMATIC S7 HART 模拟模块
4.4 安装和操作准则
4.4.2 设置 HART 模拟模块和现场设备
安装
使用 STEP 7 调试 HART 模拟模块，并使用 SIMATIC PDM 编程工具调试连接的智能现场 设备：
组态和分配参数
1. 将 HART 模拟模块插入 ET200M 分布式 I/O 系统中。在 SIMATIC 管理器中使用 STEP 7 对 相应站进行“组态和编程”：
通过双击“硬件”(Hardware) 图标打开会话。
2. 从 PROFIBUS 目录中，选择具有 IM153 的 ET200M 分布式 I/O 系统，然后将其连接至 PROFIBUS（请注意从站地址）。
3. 将 HART 模拟输入模块“AI HART”插入所需的插槽并为其分配参数：
通过双击所选插槽中的 HART 模拟模块开始。
4. 将同时包含 HART 模拟模块参数的站的组态下载到可编程逻辑控制器。
5. 要通过 SIMATIC PDM 分配现场设备参数，请选择现场设备连接到的通道：
通过双击 HART 模拟模块的通道 0（第 2 行）或通道 1（第 3 行）开始。
6. 现在，您可以使用 SIMATIC PDM 参数分配工具为现场设备分配参数：
SIMATIC PDM 向您提供了设备专用的参数分配接口 — 具体取决于连接的现场设备类型。
必须首先通过提供的 GSE 文件识别现场设备。
修改现场设备的参数
请注意，无论何时编辑现场设备的参数，现场设备都将向 HART 模块报告组态更改。这会导致 可编程逻辑控制器上发生诊断中断（如果该选项已启用）。最好在组态和参数分配期间禁用诊 断中断。
参见
HART 模拟模块的参数（页 173）
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4.4.3 HART 模拟模块和现场设备的操作阶段
操作阶段
在操作阶段，您必须区分用户数据循环供应、非循环 HART 操作和循环 HART 通讯。
● 可由自动化系统 PROFIBUS DP（主站类别 1）请求循环过程数据（如测量值）。存在用于 此目的的用户数据区。对于 HART 模拟输入模块，这是输入区；对于 HART 模拟输出模块，
这是输出区。
● 诊断的非循环干涉以及现场设备的参数修改通过 SIMATIC PDM 参数分配工具（在 PROFIBUS DP 主站类别 2 上）执行或通过 HART 手提式设备使用 HART 命令和 HART 响 应执行。
● 您可以通过在用户数据区中写入/读取数据记录与数据就绪 ID 来建立循环 HART 通讯。
操作阶段
1. 将可编程逻辑控制器切换到“RUN”：通过 PROFIBUS DP 循环传输用户数据。
2. 您可以在用户程序中循环评估用户数据。
3. 您可以使用 SIMATIC PDM 参数分配工具进行诊断并修改现场设备的参数：
通过双击 HART 模拟模块的通道 0（第 2 行）或通道 1（第 3 行）开始，具体取决于特定现 场设备连接的位置。
访问现场设备
HART 模拟模块通常会接受现场设备的参数修改。只能使用参数分配工具分配访问权限。
修改现场设备的参数
要修改与 HART 模拟模块连接的现场设备的参数，请执行以下操作：
1. 要修改现场设备的参数，请使用 SIMATIC PDM 参数分配工具输入 HART 命令。
2. HART 模拟模块会在检测到新的现场设备参数时触发诊断中断（如果诊断中断已启用）。
3. 对现场设备的进一步访问仍然被锁定，直到 PLC 确认 OB82 结束处的诊断中断。通常由可 编程逻辑控制器执行此确认。
有关状态的信息
在您修改了 HART 现场设备的参数后，会在设备状态中输入相应的位。该位应视为指示符而不 是错误，并由模块复位。有关详细信息，请参阅『HART 状态字节』一节。PLC 必须通过确认 OB82 中的后续诊断中断来释放对现场设备的访问。
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SIMATIC S7 HART 模拟模块
HART 测量 (-6912/0)*EWS
动态 通道
SIMATIC S7 HART 模拟模块 4.6 HART 模拟模块的诊断和中断
4.6 HART 模拟模块的诊断和中断
4.6.1 HART 模拟模块的诊断功能
诊断功能总览
如果在组态或参数分配期间，或在操作阶段发生错误，您可以使用诊断功能确定错误原因。
HART 模拟模块的常规诊断特性与其它 SIMATIC S7-Ex 模拟模块的常规诊断特性一致。
诊断消息
模拟输入模块的诊断消息显示在“部分表格”中；模拟输出模块的诊断消息显示在“表格”
中。其它诊断消息在下表中列出：
表格 4-6 模拟输入模块 SM 331; AI 2 x 0/4-20 mA HART 和模拟输出模块 M 332; AO 2 x 0/4-20 mA HART 的其它诊断消息
诊断消息 诊断的有效范围 是否可通过组诊断组态
通过连接的现场设备报告的 HART 参数修改 可以
HART 组错误
通道
可以
错误原因
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。
表格 4-7 其它诊断消息、可能的错误原因以及校正措施
诊断消息 可能的错误原因/诊断 校正措施
通过连接的现场设备报告 的 HART 参数修改
在 HART 设备状态中设置了 HART 现场设备的参数修改标识符。
如果不想在参数被修改时触发诊断中 断，则应禁用诊断中断。
HART 组错误 HART 操作期间影响连接的 HART 现场设备的通讯和命令错误。
有关详细信息，请判断相关客户端的 响应数据记录或其它诊断数据记录。
HART 状态字节
每个 HART 命令后面都跟有一个包含数据和状态字节的 HART 响应。状态字节提供了有关以下
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参见
模拟模块的诊断（页 131）
HART 通讯数据记录（页 196）
其它诊断数据记录（页 200）
4.6.2 HART 模拟模块的中断
中断总览
HART 模拟模块的中断响应类似于 SIMATIC S7 Ex 模拟模块的中断响应。您可以设置参数以 启用或禁用任何中断。
使用 AI-HART 时的过程中断
此上下文中，我们将区分“超出限值过程中断”和“周期结束过程中断”。您可以在某过程中 断处于活动状态时评估 OB40 中的本地数据。
表格 4-8 OB40 中的本地数据 本地数据
OB40
位 7-4 位 3 位 2 位 1 位 0 限值
字节 0 '0' '0' '0' 通道 1 通道 0 超出上限 字节 1 '0' '0' '0' 通道 1 通道 0 超出下限
字节 2 '0' '0' '0' '0' '0' 不相关
字节 3 '0' '0' '0' '0' '0' 不相关
在周期结束时，OB40 的其它信息的字节 0-3 中的所有位（不为通道 0 和 1 保留）都将设置为
“1”。您可以使用保留的位判断某特定通道是否超出了上限或下限：如果超出了限值，将显 示“1”而不是“0”。
参见
模拟模块的中断（页 135）
HART 模拟模块的参数（页 173）
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SIMATIC S7 HART 模拟模块 4.7 HART 模拟输入模块 SM 331; AI 2 x 0/4-20 mA HART (6ES7 331-7TB00-0AB0)
4.7 HART 模拟输入模块 SM 331; AI 2 x 0/4-20 mA HART (6ES7 331-7TB00-0AB0)
订货号
6ES7 331-7TB00-0AB0
特性
模拟输入模块 SM 331; AI 2 x 0/4-20mA HART 具有以下特性：
● 2 个通道组中的 2 个输入
● 2 线制传感器的 2 个编码器供电输出
● 可以在每个通道上单独设置测量值的精度（请参阅“模拟值和精度”）
● 测量模式，可为每个通道组选择：
– HART（2 线制或 4 线制电流传感器）
– 2 线制或 4 线制电流传感器（无 HART 功能）
– 取消激活的通道
● 每个通道的用户特定的测量范围
– 0 ... 20 mA（对于无 HART 功能的 4 线制电流传感器）
– 4 ... 20 mA
● 诊断和诊断中断的设置 – 组诊断
– 其它断线监视 – 诊断中断
● 可编程过程中断
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模拟值和精度
模拟值的表示与模拟输入模块 SM 331; AI 4 x 0/4-20 mA 相同。测量值的精度直接与选择的积 分时间成比例，即，模拟输入通道处的积分时间越长，测量值精度的准确性越高。
● 10 位 + 符号（积分时间 2.5 ms）
● 13 位 + 符号（积分时间 16.6 ms/20 ms）
● 15 位 + 符号（积分时间 100 ms）
表格 4-9 模拟输入模块 SM 331; AI 2 x 0/4-20 mA HART 的参数
选择的输出模式 输出范围
电流 从 0 到 20 mA
从 4 到 20 mA
使用 HART 时的积分时间
当通过 HART 协议使用传感器时，最好先对积分时间 16.6、20 或 100 ms 进行编程，以将 AC 调制对测量信号的影响降至最低。
缺省设置
HART 测量按照缺省值进行设置。还有积分时间、诊断、中断的其它缺省设置。如果参数未在 STEP 7 中更改，则 HART 模拟模块将使用这些设置。
断线监视
如果电流范围为 0 到 20 mA，则无法实现断线识别。
● 如果电流范围为 4 到 20 mA，则当输入电流 I 降至 ≤ 3.6 mA 时，这将被解释为断线并触发 诊断中断（如果该中断已启用）。
插入和卸下模块
HART 模拟模块支持“在操作期间更换模块”功能。但是，只能通过 S7/M7 400 CPU 主站和 ET 200M 中的活动背板总线来判断插入/移除模块中断。
使用标准主站进行操作
通过标准主站进行操作时，您必须注意以下限制：
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SIMATIC S7 HART 模拟模块
活动编码器的连接的特性
如果您将活动编码器连接到 SM 331-7TB00 模块 (6ES7 331-7TB00-0AB0)，请使用塑料螺钉 在端子 3 和 12 处锁定未使用的传感器输出。例如，您可以使用 M3 x 8 的塑料螺钉（请参阅 下图）
请注意，这些措施会减少模块的安全相关数据。有关安全数据的信息，请参考证书的第 1 次修 订版。
1
2
3 4 5 6
3
12
➀ 负载电压电源
➁ 带有螺钉型连接的过程连接器
➂ Ex (i) 过程电缆
➃ 本安区
➄ 接线盒
➅ 塑料螺钉 M3 x 8
用于本安结构的电源
为了保持电气间隙及爬电距离，当对带有接入危险位置的信号电缆的模块进行操作时，必须通 过接线盒 LK393 连接 L+/M。
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SIMATIC S7 HART 模拟模块
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 最大 100 mA
• 来自负载电压 L+ 最大 180 mA
模块功耗 通常为 4.5 W
安全规范（请参阅附录“合格证”下的 EU 特殊测试证书 KEMA 97ATEX3039 X）
EN 50020 的保护类型 [EEx ib] IIC 每个通道的最大值
• U0（空载输出电压） 最大 26 V
• I0（短路电流） 最大 96.1 mA
• P0（负载功率） 最大 511 mW
• L0（允许的外部电感） 最大 3 mH
• C0（允许的外部电容） 最大 62 nF
• Um（故障电压） 最大 250 VDC
• Ta（允许的环境温度） 0 到 60 °C
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SIMATIC S7 HART 模拟模块 4.7 HART 模拟输入模块 SM 331; AI 2 x 0/4-20 mA HART (6ES7 331-7TB00-0AB0)
模拟值形式
测量原理 SIGMA-DELTA
积分时间/转换时间/精度
中断、诊断 中断
• 限制中断 可组态通道 0 和 1
• 诊断中断 可否组态
诊断功能 可否组态
• 组故障指示 红色 LED (SF)
• 通道故障指示 每个通道的红色 LED (F)
• 诊断信息读出 允许
• HART 通讯处于活动状态并且运行良好 绿色 LED (H) 传感器电源的技术数据
• 空载电压 < 29.6 V
• 传感器电流为 22 mA 时传感器和电缆的输出 电压
（包括的模块上 50 W 参考电阻）
> 15 V
用于传感器选择的数据 输入范围（额定值/输入电阻）
• 电流 0 到 20 mA；
4 到 20 mA；
/50 Ω /50 Ω 电流输入的允许输入电流（毁坏限制） 40 mA
信号传感器的连接
• 用于电流测量 作为 2 线制传感器 作为 4 线制传感器
允许 允许
参见
电阻编码器的测量范围的模拟值表示（页 93）
LK 393 接线盒（页 17）
LK 393 接线盒（页 17）