Módulos 6ES7131-4BD01-0AB0 6ES7 131-4BD01-0AB0

Siemens 6ES7131-4BD01-0AB0 | SIMATIC ET 200S Módulo Eletrônico Digital 4DI DC24V HF — 4 Entradas, 24V DC, High Feature, 15mm, Hot-Swappable, Diagnóstico por LED

Visão Geral

O Siemens 6ES7131-4BD01-0AB0 é o 4DI DC24V HF — a variante High Feature do módulo de entrada digital de 4 canais de 24V DC para o sistema de E/S distribuído SIMATIC ET 200S.

Com 15mm de largura no trilho do módulo terminal ET 200S, é um dos módulos eletrônicos mais estreitos da família S7, e a arquitetura do ET 200S de combinar módulos eletrônicos com módulos terminais separados significa que esta pegada de 15mm é todo o espaço do painel que o canal de entrada requer — a fiação fica no módulo terminal abaixo, o processamento do sinal fica no módulo eletrônico acima.

A filosofia de design do sistema ET 200S era colocar a E/S distribuída o mais próximo possível da máquina — literalmente nos pontos de conexão de atuadores e sensores da máquina, em vez de rotear os cabos de sinal de volta para um gabinete central.

Cada estação ET 200S é construída a partir de um módulo de cabeça (IM 151-x) que lida com a conexão PROFIBUS DP ou PROFINET, seguido por módulos de alimentação e módulos eletrônicos na configuração que a máquina requer.

Como cada módulo eletrônico é sua própria unidade fisicamente separada, a configuração é totalmente granular: precisa de três entradas digitais e uma saída analógica em um ponto específico da máquina? Três módulos 2DI e um módulo 2AO, ou outras combinações, podem ser montados para corresponder precisamente ao requisito de E/S sem desperdício de capacidade.

O 4DI HF fornece quatro entradas em um slot de 15mm para aplicações onde um grupo de quatro sensores binários — sensores de proximidade, fim de curso, fotoelétricos — precisa se conectar em um único ponto da máquina.

A designação -0AB0 High Feature distingue este módulo da variante Standard -0AA0 (6ES7131-4BD01-0AA0).

Módulos High Feature no ecossistema ET 200S geralmente adicionam recursos de diagnóstico, opções de atribuição de parâmetros ou modos de operação adicionais além da função básica de entrada/saída que a variante Standard fornece.

Para o 4DI, a variante High Feature oferece funcionalidade estendida de diagnóstico e atribuição de parâmetros relevante para aplicações onde a detecção de falhas em nível de canal e a parametrização a partir do programa PLC (em vez de fiação de hardware fixa) são requisitos de engenharia.

Especificações Principais

O Sistema de Módulo Terminal — Por que Módulos e Terminais Separados

A divisão do ET 200S entre módulos eletrônicos e módulos terminais é uma das características de engenharia mais práticas do sistema, e afeta diretamente como o 6ES7131-4BD01-0AB0 é comprado e instalado.

O módulo terminal é a parte passiva: ele se monta no trilho DIN, fornece os terminais de fiação que se conectam aos sensores de campo e inclui a interface do conector que recebe o módulo eletrônico por cima.

Os módulos terminais são fiação no local e permanecem no painel permanentemente. Uma vez que os cabos de campo são conectados e a fiação é comissionada, o módulo terminal não precisa ser tocado novamente.

O módulo eletrônico (esta unidade) se encaixa no módulo terminal por cima.

Ele contém todo o circuito de processamento de sinal ativo — a filtragem de entrada, medição de corrente, display LED e interface digital para o barramento de backplane do ET 200S.

O módulo eletrônico pode ser removido e substituído sem perturbar um único fio no módulo terminal abaixo, que é o mecanismo que permite o hot swapping: o módulo terminal permanece fiação e energizado; apenas o módulo eletrônico muda.

Essa separação tem um benefício direto de manutenção. Quando um módulo de entrada digital falha após anos de produção, a substituição leva segundos — remova o módulo eletrônico defeituoso, insira o novo 6ES7131-4BD01-0AB0, e todos os quatro canais de entrada estão imediatamente de volta em serviço.

Sem recablagem, sem etiquetas de cabo para verificar, sem risco de conectar incorretamente uma conexão. A fiação do módulo terminal é comissionada uma vez; o módulo eletrônico pode ser substituído quantas vezes forem necessárias.

Os módulos terminais compatíveis para o 4DI DC24V HF incluem TM-P15S23-A1, TM-P15C23-A1 e TM-P15N23-A1, entre outros — a seleção específica depende se a instalação usa módulos terminais padrão, revestidos ou de configuração específica.

High Feature vs Standard — A Distinção -0AB0 vs -0AA0

Dentro da família 4DI DC24V, a Siemens oferece duas variantes que compartilham a mesma função básica de entrada, mas diferem em suas capacidades estendidas.

A variante Standard (6ES7131-4BD01-0AA0, sufixo -0AA0) é um módulo de função fixa: 4 entradas a 24V DC, tempo de resposta de 3ms, indicadores LED de canal e nenhuma configuração adicional além do que está fiação.

É apropriado para aplicações de entrada digital diretas onde a entrada precisa ser lida e reportada sem processamento adicional.

A variante High Feature (6ES7131-4BD01-0AB0, sufixo -0AB0) adiciona capacidade de parametrização.

Parâmetros podem ser atribuídos ao módulo através da configuração PROFIBUS DP/PROFINET, permitindo que o comportamento funcional — como geração de alarme de diagnóstico em quebra de fio de entrada ou curto-circuito, ou ajuste do tempo do filtro de entrada — seja definido a partir da ferramenta de engenharia e baixado para o módulo como parte da inicialização da estação.

Onde a aplicação requer que o PLC receba um alarme de diagnóstico se o fio de alimentação de um sensor de entrada estiver quebrado (em vez de ler silenciosamente um estado 0), o módulo High Feature fornece essa detecção.

Para aplicações que simplesmente precisam ler o fechamento de contato sem diagnósticos de canal, a variante Standard é adequada e menos cara.

Compatibilidade de Sinal de Entrada — Quais Sensores Conectar

O 4DI DC24V HF aceita sinais de sensores padrão de 24V DC de dois e três fios — o tipo de sinal dominante em automação de máquinas e fábricas europeias e internacionais:

Sensores de proximidade PNP de três fios (tipo fonte) se conectam diretamente aos terminais de entrada do módulo, com a saída de comutação do sensor impulsionando a entrada positiva quando ativa.

A corrente de entrada de 7mA a 24V está dentro da capacidade de corrente de dreno de praticamente todos os interruptores de proximidade PNP padrão da Siemens, Pepperl+Fuchs, Sick, Turck e outros fabricantes de sensores importantes.

Contatos mecânicos e chaves reed se conectam com um sinal positivo (comutando L+ para o terminal de entrada) em configuração de dois fios.

O circuito de entrada do módulo fornece o caminho de corrente de dreno necessário.

Sensores de dois fios (com sua corrente de fuga característica mesmo quando abertos) podem ser compatíveis dependendo da especificação de corrente de fuga específica do sensor — o limiar de entrada do módulo deve estar abaixo da corrente de fuga para que a entrada leia corretamente no estado aberto. A maioria dos sensores de dois fios modernos tem correntes de fuga bem abaixo de 1mA, que está abaixo do limiar de ativação da entrada, portanto, a detecção correta do estado 0/1 é mantida.

FAQ

P1: O 6ES7131-4BD01-0AB0 pode ser usado com uma estação ET 200S configurada para PROFINET, bem como PROFIBUS DP?

Sim. Os módulos eletrônicos no ET 200S — incluindo este módulo 4DI HF — são compatíveis com toda a gama de módulos de interface ET 200S: IM 151-1 para PROFIBUS DP, IM 151-3 PN para PROFINET e IM 151-7 CPU para operação autônoma.

O módulo 4DI HF em si não possui uma interface de fieldbus; ele se comunica através do barramento de backplane ET 200S com qualquer módulo de cabeça instalado.

Alterar o módulo de cabeça de PROFIBUS para PROFINET não requer a alteração dos módulos de sinal.

P2: O módulo requer um módulo terminal. Como o módulo eletrônico é fixado mecanicamente ao módulo terminal?

O módulo eletrônico se encaixa no módulo terminal através de um mecanismo de encaixe — o módulo eletrônico é alinhado sobre o módulo terminal com seu conector de backplane posicionado sobre o conector correspondente do módulo terminal, e então pressionado para baixo até que a trava de travamento se encaixe. Nenhuma ferramenta é necessária.

O procedimento reverso (levantar a trava de liberação e puxar o módulo eletrônico para cima) libera o módulo eletrônico sem ferramentas.

Os terminais de fiação de campo do módulo terminal são acessíveis pela frente, independentemente de o módulo eletrônico estar instalado ou removido.

P3: A folha de dados lista um tempo de resposta de 3ms. Esta é a latência da mudança de estado da entrada para a atualização dos dados PROFIBUS?

O valor de 3ms é o tempo de filtro de entrada e processamento do próprio módulo eletrônico — o atraso entre a tensão do terminal de entrada mudar de estado e o registro interno do módulo refletir o novo estado.

Isso é separado da latência de transmissão PROFIBUS DP, que depende do tempo de ciclo do barramento configurado e do ciclo de varredura do mestre DP.

A latência total da mudança de estado do sensor para a atualização da imagem de processo da CPU S7 é a soma do tempo de filtro de entrada (~3ms), do tempo de ciclo do barramento PROFIBUS DP (tipicamente 1–10ms dependendo da configuração) e do tempo de ciclo de varredura do programa da CPU. Para análise de tempo precisa, todos os três elementos devem ser somados.

P4: O 6ES7131-4BD01-0AB0 ainda está disponível e qual é o substituto atual da Siemens?

A série ET 200S, incluindo este módulo, foi descontinuada pela Siemens. A plataforma de substituição recomendada para novas instalações é o SIMATIC ET 200SP, que oferece funcionalidade de E/S modular semelhante em um formato mais compacto com PROFINET como interface de comunicação principal.

Para instalações ET 200S existentes em manutenção, o 6ES7131-4BD01-0AB0 permanece disponível através do canal de excedentes e mercado secundário de eletrônicos industriais.

A Siemens continua a oferecer suporte de peças de reposição para o ET 200S por um período definido após a descontinuação, conforme documentado no status do ciclo de vida do produto.

P5: O mesmo módulo terminal pode ser usado com as variantes Standard (-0AA0) e High Feature (-0AB0) do módulo 4DI?

Sim. As variantes Standard e High Feature do 4DI DC24V compartilham a mesma interface mecânica e pinagem do módulo terminal.

Um módulo terminal fiação para o módulo Standard 6ES7131-4BD01-0AA0 pode aceitar o módulo High Feature 6ES7131-4BD01-0AB0 sem nenhuma alteração na fiação. 

A diferença funcional entre as duas variantes é realizada no próprio módulo eletrônico e na atribuição de parâmetros PROFIBUS/PROFINET — não na fiação do terminal. Essa intercambialidade simplifica o estoque de substituição de campo: um único estoque de módulos High Feature pode substituir módulos Standard e High Feature em uma instalação ET 200S existente.