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Controlador lógico programable por PLC
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| Lugar de origen | Alemania |
| Nombre de la marca | SIMENS |
| Certificación | CE RoHS |
| Número de modelo | 6ES7153-2AA02-0XB0 |
El Siemens 6ES7153-2AA02-0XB0 es el IM 153-2 — el módulo de interfaz que define cada estación de E/S distribuida ET 200M.
Sin él, un rack ET 200M es solo una colección de módulos de E/S sin lugar de conexión; con él, el rack se convierte en un esclavo PROFIBUS DP completamente funcional, intercambiando activamente datos de proceso con el controlador S7 central a distancias de hasta el límite de longitud del cable PROFIBUS a la velocidad de datos configurada.
El sistema ET 200M fue diseñado para situaciones en las que una máquina o proceso controlado centralmente tiene puntos de E/S dispersos en un área física amplia — demasiado lejos para cablear económicamente a un rack central, pero lo suficientemente cerca en grupos para beneficiarse de una carcasa local compartida.
Cada estación ET 200M maneja un clúster físico de puntos de E/S: se conecta a los sensores y actuadores cercanos, procesa sus señales a través de los módulos de señal compatibles con S7-300 en su rack, e intercambia los datos de proceso resultantes con el controlador a través de un único cable PROFIBUS DP.
El IM 153-2 es el módulo que gestiona este intercambio — configurando el protocolo esclavo PROFIBUS DP, sincronizando la transferencia de datos con el ciclo de sondeo del maestro DP, y manejando la notificación de diagnóstico que informa al controlador el estado de cada módulo en el rack.
La variante 6ES7153-2AA02-0XB0 admite hasta ocho módulos de señal por estación ET 200M.
Esta es la capacidad estándar para la mayoría de las aplicaciones ET 200M — suficiente para acomodar una combinación de módulos de entrada digital, salida digital, entrada analógica y salida analógica que cubren un clúster de E/S completo sin requerir una segunda estación.
Su volumen de direccionamiento de entrada de 128 bytes / salida de 128 bytes escala naturalmente con configuraciones de ocho módulos a anchos de módulo típicos.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Máx. Módulos por Estación | 8 |
| Velocidad PROFIBUS DP | 12 Mbit/s (RS-485) |
| Detección automática de velocidad | Sí |
| Tensión de alimentación | 24V CC (20.4–28.8V) |
| Consumo de corriente (máx.) | 550 mA |
| Búfer de red | 5 ms |
| Direccionamiento de E/S | 128 bytes de entrada / 128 bytes de salida |
| Redundancia | Soportado |
| Marca de tiempo | Precisión de 10 ms, hasta 128 entradas |
| Servicios PROFIBUS | SYNC, FREEZE, intercambio directo |
| Dimensiones (An x Al x Pr) | 40x125x117mm |
| Peso | 360g |
| Temperatura de funcionamiento | 0 a +60°C |
| Protección | IP20 |
Una de las capacidades del IM 153-2 que lo diferencia de módulos de interfaz más simples es el soporte de redundancia.
En una configuración redundante ET 200M, se instalan dos módulos IM 153-2 en el mismo rack ET 200M — uno activo y uno en espera.
Ambos se conectan al mismo cable PROFIBUS DP (o a dos cables DP separados en una configuración de bus redundante), pero solo el módulo activo maneja el intercambio cíclico de datos en un momento dado.
Si el IM 153-2 activo falla — debido a un fallo de hardware interno, interrupción de la fuente de alimentación o pérdida de comunicación PROFIBUS en su cable — el módulo en espera detecta el fallo a través de su monitoreo continuo del estado del módulo activo y cambia a modo activo.
Este cambio se realiza sin pérdida de datos de proceso y dentro de las tolerancias definidas por el temporizador de vigilancia del maestro DP.
Los módulos de E/S en el rack continúan funcionando durante la transición; el nuevo IM 153-2 activo reanuda inmediatamente el intercambio cíclico de datos con el maestro PROFIBUS DP.
Para plantas de proceso y maquinaria crítica donde un fallo de la estación de E/S significa la parada de la planta, la configuración de doble IM 153-2 suele ser un requisito estándar en la especificación de diseño del sistema.
El costo de dos módulos IM 153-2 es pequeño en comparación con el costo de una parada de producción no planificada causada por un único punto de fallo en la infraestructura de E/S.
La función de marca de tiempo del IM 153-2 registra la hora exacta de los cambios de estado de entrada digital — flancos ascendentes y descendentes — con una precisión de hasta 10 ms.
Esto es independiente del intercambio normal de datos de proceso cíclicos: el módulo mantiene un búfer de eventos interno (15 búferes, hasta 20 mensajes cada uno) que almacena eventos con marca de tiempo, que el maestro DP lee acíclicamente. La referencia de tiempo utiliza el formato de tiempo de Internet RFC 1119, sincronizado con el reloj del controlador SIMATIC.
La marca de tiempo sirve para varios propósitos de ingeniería.
En el análisis de eventos críticos para la seguridad — determinar qué entrada cambió primero después de una perturbación del proceso, o reconstruir la secuencia de eventos que llevaron a una parada de la máquina — las marcas de tiempo con resolución de milisegundos proporcionan la base fáctica que los datos de escaneo cíclico brutos (que solo le dicen el estado al final de cada escaneo) no pueden proporcionar.
El análisis de perturbaciones del proceso, los registros de eventos de monitoreo de energía y el registro de tiempos de inicio/parada de lotes son otras aplicaciones donde la función de marca de tiempo captura datos que el programa de control por sí solo no puede producir.
Hasta 128 entradas digitales en toda la estación ET 200M pueden ser marcadas simultáneamente, con eventos de flanco ascendente y descendente transmitidos en un ciclo de reporte de 1000 ms.
Esta función está disponible con la configuración estándar de 8 módulos del 6ES7153-2AA02-0XB0.
Más allá de la E/S cíclica básica maestro-esclavo, el IM 153-2 admite tres servicios extendidos PROFIBUS DP que proporcionan capacidades adicionales de sincronización y comunicación:
SYNC fuerza a todos los módulos de salida en la estación ET 200M a actualizar sus salidas simultáneamente ante un comando SYNC del maestro DP, independientemente de cuándo llegaron los datos de salida individuales a través del bus.
Esto se utiliza en aplicaciones de máquinas donde múltiples canales de salida deben conmutarse exactamente en el mismo momento — activación simultánea de varios ejes o grupos de válvulas en una secuencia coordinada.
FREEZE bloquea todos los módulos de entrada en la estación ET 200M para capturar sus estados de entrada simultáneamente ante un comando FREEZE del maestro.
El estado bloqueado se mantiene hasta que el maestro lee los datos congelados y libera el bloqueo.
Para medir el estado de múltiples canales de entrada en un instante definido — sensores de posición en múltiples ejes, o el estado de una línea de producción en un evento específico — FREEZE proporciona la sincronización temporal que la lectura cíclica normal no puede garantizar.
Intercambio de datos directo (esclavo a esclavo) permite que un esclavo ET 200M publique sus datos de entrada directamente en el espacio de direcciones de otro esclavo DP sin que el maestro DP enrute los datos. Esto permite rutas de datos de sensor a actuador con latencia mínima que evitan el ciclo del programa del maestro, útil en enclavamientos de máquinas de respuesta rápida y bucles de control locales críticos para la seguridad.
P1: El módulo admite hasta 8 módulos S7-300. ¿Se pueden usar módulos de función (FM) y procesadores de comunicación (CP) además de los módulos de señal?
Sí. Las ocho ranuras de módulo en una estación ET 200M pueden albergar cualquier combinación de módulos de señal S7-300 (SM), módulos de función (FM) y procesadores de comunicación (CP) que estén liberados para su uso en la ET 200M.
Los módulos de función como FM 350-1/350-2 (conteo de alta velocidad) y FM 352 (controlador de leva) operan en ET 200M con la misma parametrización que en un rack S7-300 central.
El número total de módulos — SM + FM + CP combinados — no debe exceder ocho por estación IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0).
P2: ¿Cuál es el rango de direcciones PROFIBUS para el IM 153-2 y cómo se configura?
La dirección PROFIBUS se configura mediante un bloque de interruptores DIL de dos filas en la parte frontal del módulo IM 153-2, codificando la dirección en binario.
Las direcciones válidas son de 1 a 125 (las direcciones 0 y 126 están reservadas; 127 es para transmisiones de diagnóstico).
La dirección entra en vigor inmediatamente al encender — no es necesario ciclar la alimentación después de cambiar el interruptor.
La dirección configurada en el módulo debe coincidir con la dirección asignada a este esclavo DP en la configuración de hardware del maestro S7 (STEP 7 HW Config o equivalente de TIA Portal).
P3: ¿El 6ES7153-2AA02-0XB0 admite la extracción e inserción bajo tensión (hot swapping) de sus módulos de E/S?
El IM 153-2 admite el reemplazo de módulos bajo tensión para módulos de señal en el rack ET 200M, siempre que los módulos de señal específicos utilizados estén liberados para esta función.
Cuando se retira un módulo de señal durante la operación, el IM 153-2 informa la ranura como vacía al maestro DP, y el programa del maestro DP maneja el módulo faltante de acuerdo con su reacción de diagnóstico configurada.
Cuando se inserta un módulo de reemplazo, el IM 153-2 lo reconoce y reanuda el intercambio de datos para esa ranura. No todos los módulos S7-300 admiten hot swap — la documentación del módulo debe ser consultada para cada tipo específico antes de confiar en esta función en una instalación en vivo.
P4: El módulo está listado como compatible con la clasificación ATEX Cl.I Div.2 / II 3G EEx nA II T4. ¿Qué significa esto para su uso en atmósferas potencialmente explosivas?
La aprobación ATEX significa que el 6ES7153-2AA02-0XB0 puede instalarse en áreas peligrosas de Zona 2 (atmósferas de gas) y áreas de Clase I División 2 (equivalente norteamericano). La clasificación Zona 2 / Div.2 se aplica donde el gas inflamable no está normalmente presente pero puede ocurrir en condiciones anormales.
La clasificación EEx nA indica que el módulo no produce chispas durante la operación normal y no contiene contactos que produzcan chispas que puedan encender la atmósfera peligrosa.
Esta aprobación permite que la estación ET 200M se instale más cerca de equipos de proceso peligrosos sin requerir carcasas purgadas o presurizadas, sujeto a las condiciones de instalación especificadas en el certificado KEMA.
P5: ¿Se puede usar también el IM 153-2 (6ES7153-2AA02-0XB0) como módulo de interfaz en un DP/PA Link o Y-Link?
No. El 6ES7153-2AA02-0XB0 (variante IM 153-2AA) está diseñado exclusivamente para uso directo en estaciones ET 200M. Las variantes IM 153-2BA (por ejemplo, 6ES7153-2BA02-0XB0, 6ES7153-2BA10-0XB0) son los módulos certificados para su uso como módulos de interfaz en arquitecturas DP/PA Link y Y-Link, además de admitir hasta 12 módulos de señal por estación (frente a 8 para esta variante).
Al seleccionar un IM 153-2 para la integración DP/PA Link o Y-Link, se debe especificar la serie -2BA.
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