Produktspezial: Siemens SIMATIC ET 200SP

Funktion und Aufbau einer SIMATIC ET 200SP

Bei der Siemens SIMATIC ET 200SP handelt es sich um ein flexibles und skalierbares Peripheriesystem, das Prozesssignale an eine übergeordnete Steuerung weitergibt.

Die Module des Systems werden in Schaltschränken auf Montageschienen gesteckt und unterscheiden sich wie folgt:

• Interfacemodule: Verbinden jede Station mit dem übergeordneten System und übersetzen die Signale für die Kommunikation.
• Busadapter: Stellen die physikalische Schnittstelle zwischen dem Peripheriesystem und dem übergeordneten System her.
• Base Units: Sorgen für die elektrische und mechanische Verbindung der ET 200SP-Module.
• Elektronikmodule: Werden auf die Base Units gesteckt und übernehmen sowohl die Signalverarbeitung als auch die Datenkommunikation zum Interfacemodul über den Rückwandbus.

Überblick über passende Busadapter

Alle PROFINET Interfacemodule der SIMATIC ET 200SP erfordern einen Busadapter, um die Kommunikation mit der Steuerung oder dem Netzwerk herzustellen. Das PROFIBUS Interfacemodul hingegen benötigt keinen Adapter. Den richtigen Busadapter wählst du auf Basis der benötigten Übertragungsdistanz und der verwendeten Kabeltypen, die wie folgt zum Einsatz kommen:

• Bis zu 100 m: Verwendung von Kupferkabeln (z. B. RJ45, FastConnect, Push-Pull-Steckertechnik).
• Bis zu 300 m: Einsatz von Lichtwellenleitern (Fiber Optic).
• Bis zu 3.000 m: Anbindung mittels Multimode-Glasfaser.

Praktisch: Dank Medienkonvertern lassen sich verschiedene Kabeltypen miteinander verbinden. So kann beispielsweise ein RJ45-Kabel (Kupfer) in ein Fiber-Optic-Kabel (Lichtwellenleiter) umgewandelt werden, wodurch eine nahtlose Verbindung zwischen verschiedenen Kabeltypen ermöglicht wird – ganz ohne den Einsatz zusätzlicher Switches.

Sensoren- und Aktorenanschluss in das System

Für den Anschluss von Sensoren und Aktoren sind Base Units erforderlich. Sie werden auf Montageschienen geklickt und für eine durchgehende Verbindung zusammengeschoben. Dabei unterscheidet man zwischen:

• Helle Base Units: Eröffnen eine Potentialgruppe.
• Dunkle Base Units: Schließen sich jeweils den weißen Base Units an und durchbrücken das Potenzial.

Anschließend werden die Elektronikmodule auf die Base Units gesteckt. Dabei ist es wichtig, diese passend zum Perpheriemodul auszuwählen.

Verfügbare Elektronikmodule in der Übersicht

Funktionsklassen der I/O Module

Wie bei den Interfacemodulen lassen sich auch die Elektronikmodule in vier wesentliche Leistungsklassen aufteilen:

• Basic (BA): Für grundlegende Anwendungen, inklusive einfacher digitaler und analoger Signalverarbeitung.
• Standard (ST): Für gängige Automatisierungsaufgaben mit erweitertem Funktionsumfang.
• High Feature (HF): Für anspruchsvolle Anwendungen mit erweiterten Funktionen, Sicherheitsfeatures (z. B. Fail-Safe) und höherer Leistung.
• High Speed (HS): Für spezifische Anforderungen, wie High-Speed-Datenverarbeitung.

Unterscheidung der Elektronikmodule nach Anwendungsbereich

Die SIMATIC ET 200SP Familie verfügt über 120 Elektronikmodule, die für unterschiedliche Einsatzbereiche vorgesehen sind. Diese lassen sich unterteilen in:

• Analoge sowie digitale Ein- und Ausgangsmodule: Zur Verarbeitung von Schalt- und Messsignalen
• Ex Module: Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. Chemie- und Ölindustrie)
• Fehlersichere (fail-safe) Module: Für Sicherheitsfunktionen wie die Überwachung von sicheren Schutztüren oder Not-Halt Systemen
• Motorstarter: Für Direkt- und Wendestarter zur Steuerung von Motoren
• Pneumatik: Zur direkten Steuerung von Ventilen, Zylindern und anderen pneumatischen Systemen
• Technologiemodule (TM): Für spezifische Anwendungen wie Zählen, Positionieren oder Wiegen
• Kommunikationsmodule (CM): Ermöglichen den Anschluss an verschiedene Netzwerke und Protokolle wie DALI, CAN oder IO-Link

Übrigens: Wenn du dir den Anschluss externer pneumatischer Systeme sparen willst, kannst du Ventilinseln direkt in die Station einbinden.

Farbkodierungen als Identifikationshilfe

Farbkodierungen erleichtern die Identifikation der jeweiligen Modularten.

Jedes Elektronikmodul wird mit einem Kodierstecker geliefert, der als Schutzmechanismus dient, um das versehentliche Einstecken von inkompatiblen Elektronikmodulen zu verhindern. Nach dem ersten Einstecken bleibt der Kodierstecker in der Base Unit und stellt sicher, dass im Falle eines Ersatzteiltausches z. B. kein digitales Eingangsmodul anstelle eines analogen Ausgangsmodul eingesteckt wird.

Für Safety- und IO-Link-Module gibt es eine erweiterte elektronische Variante des Kodiersteckers. Diese sorgt dafür, dass wichtige Informationen direkt in der Base Unit gespeichert werden. Bei Safety-Modulen wird die F-Adresse gespeichert, sodass diese im Falle eines Ersatzteils nicht erneut vergeben werden muss. Bei IO-Link-Modulen wird dagegen die Parametrierung gesichert, wodurch der Konfigurationsaufwand beim Ersatzteiltausch entfällt.

Nicht nur Kodierstecker beugen Fehlern vor. Zur zusätzlichen Sicherheit sowie einfachen Handhabung der Module kannst du auch auf hilfreiches Zubehör aus der SIMATIC ET 200SP Familie setzen.

• Schirmauflage: Für die Erdung von geschirmten Kabeln und den Schutz vor Störungen (EMV).
• Farbkennzeichnung: Ergänzende, flexible Markierung zur individuellen Zuordnung von Modulen oder Anschlüssen, unabhängig von den standardisierten Farbcodierungen der Modularten.
• Referenzkennzeichen: Standardisierte und systematische Identifikationshilfe für Module und Anschlüsse, erleichtert die Zuordnung in der Dokumentation und die Fehlerdiagnose.
• Beschriftungszeichen: Für individuelle und flexible Kennzeichnungen von Modulen oder Anschlüssen, z. B. zur Angabe von Signal- oder Funktionsnamen.

PotDis Potenzialverteilermodul

In Automatisierungssystemen ist eine effiziente Verteilung der Versorgungsspannung von entscheidender Bedeutung, damit keine Komponente über- oder unterversorgt wird. Dies trägt zur Stabilität des Systems bei und minimiert das Risiko von Ausfällen.

Mit den PotDis Potenzialverteilermodulen ist eine systemintegrierte Potenzialverteilung möglich.

Ein PotDis Modul kann auf zwei Arten eingesetzt werden — mit einer Base Unit samt Terminal Block oder mit einer Base Unit und einem Blindmodul (BU-Cover) für leere Units ohne Elektronikmodul.

Deine Vorteile:

• Effiziente Verteilung: Verteilt 24 V oder Masse (-) effizient auf mehrere Komponenten
• Herkömmlicher Sensoranschluss: Sensoren mit 3-Leiter-Anschluss können problemlos eingebunden werden
• Platzsparend: Erübrigt den Einsatz von externen Verteilern
• Flexible Erweiterbarkeit: Fügt zusätzliche Klemmstellen für eine flexible Systemerweiterung auf bis zu 16 Sensoren hinzu

Kommunikationsmodul CM 4xIO-Link

Zukunftsfähige Systeme erfordern moderne Kommunikationsstandards wie IO-Link. Der IO-Link Master CM 4xIO-Link bietet dir eine einfache Möglichkeit, IO-Link Devices an dein SIMATIC ET 200SP System anzubinden.

Deine Vorteile:

• Offener Kommunikationsstandard: Ermöglicht die Verbindung der Feldgeräte via IO-Link.
• Einfache Verdrahtung: Der Anschluss erfolgt schnell und unkompliziert mittels ungeschirmter Drei-Leiter-Kabel für die 4 IO-Link Ports.
• Parametrierbar: Die Geräte können – auch während des laufenden Betriebs – direkt aus dem Steuerungsprogramm parametriert werden. Die initiale Parametrierung erfolgt komfortabel über das kostenlose Port Configuration Tool (PCT), entweder eigenständig oder in Verbindung mit dem TIA Portal.
• Datenaustausch: Gewährleistet den zyklischen und azyklischen Datenaustausch für eine effiziente Kommunikation. Diagnosedaten können ausgelesen und genutzt werden, um eine hohe Systemzuverlässigkeit sicherzustellen.

Zum Kommunikationsmodul

Analogeingabemodul SIMATIC AI Energy Meter

In Zeiten steigender Energiekosten und wachsender Anforderungen an Nachhaltigkeit ist eine effiziente Erfassung und Verwaltung deiner Energiedaten unerlässlich. Mit dem Energy Meter der SIMATIC ET 200SP kannst du deinen Energieverbrauch einfach und flexibel überwachen.

Deine Vorteile:

• Erfassungsmethoden: Unterstützt zwei Messvarianten für unterschiedliche Messanforderungen

  CT (Current Transformer): Für den Anschluss von Stromwandlern.

  RC (Rogowski Coil): Für die Anbindung an Strom-Spannungswandler oder Rogowski-Spulen.

• Einfache Verwaltung: 1 bis n Messstellen lassen sich ohne zusätzliche IP-Adressen verwalten – alles läuft unter einem PROFINET-Gerätenamen des Interfacemoduls.
• Integration: Kann nachträglich zur Erweiterung der Station um eine Messstelle an eine ET 200SP Station angeschlossen werden.
• Netzwerkanalyse: Die im TIA Portal zur Verfügung stehenden Energiedaten ermöglichen eine einfache Korrelation zwischen Energiedaten und anderen Parametern wie Betriebszustand oder produzierter Stückzahl.

Integrierte Motorstarter e-Starter

Benötigst du eine platzsparende und leistungsstarke Lösung zur Steuerung deiner Motoren? Dank der integrierten Motorstarter der ET 200SP – in fehlersicherer und nicht fehlersicherer – Variante ist kein zusätzlicher Platz für separate Starter erforderlich – alles ist direkt in dein System integriert.

Deine Vorteile:

• Kompakte Bauform: Verfügbar als Direkt- oder Wendestarter in stets gleicher platzsparender Baugröße.
• Leistungsstark: Bietet eine Leistung von bis zu 5,5 kW (12 A) in 5 einstellbaren Leistungsbereichen, die eine ressourcenschonende Anpassung an unterschiedliche Motoranforderungen ermöglicht.
• Effiziente und verdrahtungsarme Montage: Dank komfortabler Push-In-Klemmentechnik erfolgt der Anschluss einfach und schnell. Zudem entfällt durch den integrierten Energiebus, der bis zu 32 A bereitstellt, eine separate Verkabelung für die Stromversorgung.
• Sicherheit: Die fehlersicheren Varianten ermöglichen in Kombination mit einer Safety-Steuerung oder einem Sicherheitsschaltgerät Abschaltungen bis Performance Level e (PL e) oder SIL 3.

Zu den Motorstartern

TIA Selection Tool

Mit dem TIA Selection Tool kannst du den Einsatz des gesamten Automatisierungsportfolios von Siemens effizient planen. Diese Funktionen zeichnen das Tool besonders aus:

• Zeitsparend: Dank intelligenter Auswahlassistenten erfolgt die Konfiguration nicht nur schnell, sondern zuverlässig – alle Module passen perfekt zueinander.
• Direkter Export: Geräteauswahl und -konfigurationen lassen sich direkt ins TIA Portal exportieren.
• Einfaches und vertrautes Dashboard: Erinnert an das TIA Portal und ermöglicht dadurch einen schnellen Einstieg.
• Flexible und einfache Nutzung:

  Lokal: Für eine maximale Übersicht und Drag and Drop-Konfiguration. Die Projekte können sowohl lokal als auch in der Cloud gespeichert werden.

  Cloud-Variante: Zum browserbasierten Arbeiten an Touch-basierten Mobile Devices. Die Touch-Bedienung ist intuitiv und die Version eignet sich insbesondere für kollaboratives Arbeiten. Die Projekte können direkt in der Cloud gespeichert werden.

• Kostenfrei: Ein mächtiges Werkzeug zum 0-Tarif.

Hier kannst du das Tool kostenlos herunterladen:

TIA Selection Download

PRONETA Basic

Mit dem Tool PRONETA Basic kannst du die Inbetriebnahme und den Service von PROFINET-Netzwerken einfach und effizient durchführen.

Diese Funktionen bietet das Tool:

• Einfache Bedienung: Du benötigst kein tiefgehendes Automatisierungs-Knowhow oder TIA Portal Expertise.
• Umfassende Funktionen wie:

  Topologieabgleich zwischen TIA Portal und PRONETA

  On- und Offlinevergleich von Gerätekonfigurationen

  Netzwerkscan zur Identifikation aller PROFINET-Teilnehmer

  IP-Adressen- und PROFINET-Namenvergabe

  I/O-Tests für Sensoren und Aktoren, auch ohne Steuerung

  Auslesen von Gerätedaten wie Seriennummern und Firmware-Versionen

• Kostenfrei: Maximale Funktionalität ohne Zusatzkosten

Hier kannst du nach Registrierung das Tool kostenlos herunterladen:

PRONETA Basic Download

SIMATIC ET 200SP Troubleshooting

Fehlerdiagnose dank aufschlussreicher LED's

Diagnose ist das A und O! Mit der SIMATIC ET 200SP können potenzielle Fehler bereits direkt am Schaltschrank erkannt und lokalisiert werden – ohne Einsatz eines Programmiergerätes (PG) oder Laptops.

Wichtige Indikatoren am Schaltschrank:

• Power LED’s: Leuchten grün, wenn alle Module ordnungsgemäß mit Spannung versorgt sind.
• Kanal-LED’s: Leuchten grün, wenn ein Kanal angesteuert wird oder ein Signal auf einem Eingang erkannt wird.
• Peripheriebaugruppen-LED’s: Bei einer Störung leuchtet die LED der betroffenen Standard Peripheriebaugruppe sowie des Interface Moduls rot.

  Kanal-LEDs (HF und HS): Bei High-Feature (HF) und High-Speed Modulen (HS) lässt sich der Fehler kanalgenau und damit noch einfacher identifizieren. Neben den LED’S können die Störungen im Diagnosepuffer der SPS genauer nachvollzogen und zusätzlich auf einem HMI visualisiert werden.

Ersatzteilmanagement mit SIMATIC ET 200SP: Vorsorgen für den Ersatzteilbedarf

Beim Austausch von Komponenten ist es wichtig, die Leistungsklassen der Module zu beachten. Module der höheren Leistungsklassen können die der niedrigeren Klassen ersetzen. Aber umgekehrt ist das nicht möglich. Nachfolgend findest du zwei Beispiele:

• Basic Module: Ein beschädigtes Basic-Modul kann durch ein Standard- oder ein High Feature Modul ersetzt werden.
• High Feature Module: Diese können jedoch nur durch andere High Feature Module ersetzt werden, da keine Module mit einer höheren Leistungsklasse existieren.

Empfehlung: Wenn du ein Mix aus High Feature, Basic und Standardmodule im Einsatz hast, erleichtert dies die Ersatzteilhaltung. Du könntest ausschließlich High Feature Module auf Lager legen, um alle anderen Module bei Bedarf zu ersetzen. So bist du stets optimal abgesichert!

Hot Swapping: Modulaustausch im laufenden Betrieb

Selbst bei einem notwendigen Modulaustausch musst du den Betrieb nicht komplett unterbrechen. Hot Swapping ist eine Funktion, die es ermöglicht Elektronikmodule im laufenden Betrieb auszutauschen, ohne die gesamte Station in den Stopp-Zustand zu versetzen. Dadurch kannst du defekte Baugruppen einfach austauschen, während der Rest der Anlage – je nach Prozess – weiter in Betrieb bleibt.