Módulo de contador 6ES7350-2AH01-0AE0 6ES7 350-2AH01-0AE0

Siemens 6ES7350-2AH01-0AE0 | Módulo de Contagem SIMATIC S7-300 FM 350-2 — 8 Canais, 20kHz, Encoder NAMUR / 24V, Contagem / Frequência / Velocidade / Período / Dosagem, 8 DI + 8 DO, 40 Pinos

Visão Geral

O Siemens 6ES7350-2AH01-0AE0 é o FM 350-2 — o módulo de função de contagem e medição de oito canais da Siemens para o sistema SIMATIC S7-300.

Onde as entradas de contador de alta velocidade integradas das CPUs S7-300 compactas oferecem dois canais a 10kHz, o FM 350-2 eleva a capacidade para oito canais independentes a 20kHz, cada um capaz de operar em seu próprio modo selecionado independentemente, configurando independentemente suas próprias funções de gate e atribuições de saída. 

Para máquinas que precisam monitorar múltiplos encoders, contar produtos em múltiplos pontos de medição ou medir a velocidade em vários eixos de máquina simultaneamente, o FM 350-2 substitui o que de outra forma exigiria uma coleção de hardware de contagem inteligente separado.

Os oito canais operam inteiramente no processador próprio do FM 350-2 — independente do ciclo de scan da CPU S7-300. Um sinal de encoder a 20kHz completa um pulso completo em 50 microssegundos; nenhum ciclo de scan de PLC rodando a 10ms poderia capturar confiavelmente cada pulso a essa taxa usando processamento de entrada digital normal.

Os contadores de hardware do FM 350-2 registram cada pulso independentemente da carga de trabalho atual da CPU, e o valor contado, a frequência medida ou a velocidade calculada está disponível na memória buffer do módulo para a CPU ler no próximo scan — preciso até o último pulso.

Os cinco modos de operação — contagem, medição de frequência, medição de velocidade, medição de duração de período e dosagem — tornam o FM 350-2 um motor de medição multifuncional dentro do rack S7-300.

O modo de cada canal é configurado independentemente, de modo que um único FM 350-2 possa executar simultaneamente um canal como um contador de comprimento para uma esteira, outro como um frequencímetro para um sensor de fluxo, e mais dois como monitores de velocidade para diferentes eixos de máquina — tudo do mesmo módulo.

Especificações Principais

Cinco Modos de Operação Explicados

Contagem é o modo mais fundamental. O contador acumula pulsos da entrada do encoder, incrementando ou decrementando o valor do contador de 32 bits a cada borda de pulso. As entradas de gate (sinais externos ou comandos de software) controlam quando a contagem está ativa.

Ao final de um intervalo de contagem ou quando um valor pré-definido é atingido, a saída configurada é ativada — acionando um gate, um relé ou um alarme na máquina. Variantes de contagem contínua, única e periódica cobrem diferentes necessidades de aplicação.

Medição de Frequência conta pulsos durante um tempo de gate definido e reporta a frequência em Hertz. O tempo de gate é configurável — tempos de gate mais longos fornecem melhor precisão em baixas frequências, tempos de gate mais curtos fornecem resposta mais rápida em altas frequências.

Um sensor de fluxo gerando 100 pulsos por litro a uma taxa de fluxo de 5 litros por minuto produz 500 pulsos por minuto (8.33Hz); o FM 350-2 mede isso e fornece o valor de frequência para cálculo da taxa de fluxo no programa da CPU.

Medição de Velocidade estende a medição de frequência convertendo a frequência de pulso para um valor de velocidade usando a resolução do encoder configurada (pulsos por revolução). A CPU lê o registrador de velocidade no buffer de dados do FM 350-2 e tem um valor direto de RPM ou velocidade periférica para exibição, registro ou controle em malha fechada.

Medição de Duração de Período mede o tempo entre pulsos sucessivos do encoder, fornecendo uma medição de frequência inversa que é mais precisa em baixas velocidades do que a contagem de frequência direta.

Em velocidades muito baixas — onde um gate de contagem de um segundo pode capturar apenas alguns pulsos e, portanto, dar baixa resolução de frequência — medir o período entre pulsos fornece precisão muito maior.

Modo de Dosagem é o recurso mais específico de aplicação do FM 350-2. O módulo conta pulsos de um medidor de fluxo, transmite o total acumulado e ativa uma saída quando um total de contagem programado (a "dose") é atingido.

A saída controla diretamente a válvula de dispensação, solenóide ou bomba — sem passar pelo ciclo de scan do PLC.

Essa dosagem direta por hardware evita a latência de ler a contagem no programa do PLC e escrever a saída no próximo scan, o que é crítico em aplicações de dosagem de alta velocidade onde alguns milissegundos de latência representam um erro de volume significativo.

Interface NAMUR — Conexão de Sensor de Segurança Intrínseca

A interface de entrada do FM 350-2 aceita sensores NAMUR — uma interface de dois fios definida na IEC 60947-5-6, amplamente utilizada para sensores de proximidade em instalações de áreas perigosas.

Sensores NAMUR são alimentados pelo dispositivo de campo (não pelo sensor em si) e variam seu consumo de corrente para representar os dois estados lógicos: aproximadamente 1mA para o estado inativo e aproximadamente 8mA para o estado ativo.

A interface NAMUR no FM 350-2 avalia essa variação de corrente, permitindo a conexão de sensores instalados em áreas perigosas Zona 1 ou Zona 2 quando usados com barreiras de segurança intrínseca compatíveis com NAMUR apropriadas (barreiras Zener ou isoladores galvânicos) entre o sensor e o módulo.

Isso torna o FM 350-2 adequado para medição de velocidade e contagem em plantas de processo químico e refinarias onde máquinas rotativas em áreas perigosas requerem monitoramento de velocidade.

Sensores de proximidade e encoders padrão de 24V DC também podem ser conectados às entradas do FM 350-2, operando no modo de encoder de 24V que aceita sinais digitais padrão do tipo PNP em vez de sinais de corrente NAMUR.

Saídas de Interrupção de Hardware — Controle Direto de Máquina

As oito saídas digitais do FM 350-2 operam com frequência de chaveamento de até 500Hz e podem ser ativadas com base no contador atingindo um valor de comparação programável, sem intervenção da CPU. Essa capacidade de saída de interrupção de hardware é a chave para operações de dosagem e acionadas por comparação onde o tempo de ciclo é importante.

Em uma configuração de comparação, a CPU escreve um valor de contagem alvo no registrador de comparação do FM 350-2 via comunicação K-Bus.

À medida que o contador acumula pulsos, o FM 350-2 compara internamente o total em execução com o alvo. Quando eles coincidem, o FM 350-2 ativa diretamente a saída correspondente — sem envolvimento do ciclo de scan do PLC.

O tempo de reação da saída é determinado por hardware: tipicamente na faixa de microssegundos para a lógica de comparação e o driver de saída, em vez do tempo de ciclo de scan do PLC na faixa de milissegundos que se aplicaria se a CPU tivesse que ler a contagem, compará-la no programa e escrever a saída em um scan subsequente.

FAQ

P1: O FM 350-2 requer algum conector frontal específico ou cabo de encoder, ou são acessórios padrão do S7-300?

O FM 350-2 usa o conector frontal padrão S7-300 de 40 polos (6ES7392-1AM00-0AA0 para contatos de parafuso, ou 6ES7392-1BM01-0AA0 para contatos de mola) — o mesmo conector usado por outros módulos de sinal S7-300 de 40 polos. Ele é encomendado separadamente e não está incluído com o módulo.

Para fiação do encoder, cabo de par trançado blindado padrão é apropriado; nenhum cabo proprietário ou conector de encoder especializado é necessário.

A fiação se conecta aos terminais do conector frontal de 40 polos de acordo com a tabela de atribuição de terminais do FM 350-2 na documentação de configuração.

P2: O FM 350-2 pode ser instalado em um rack de expansão S7-300 conectado via IM 361, ou deve estar no rack central?

O FM 350-2 é um módulo de função (FM) que se comunica com a CPU via K-Bus. O K-Bus é roteado para racks de expansão conectados via o par IM 360/361, mas não via o par mais simples IM 365.

Portanto: o FM 350-2 pode ser instalado em racks de expansão conectados com módulos de interface IM 361 (K-Bus presente), mas não pode operar corretamente em racks de expansão conectados via IM 365 (sem K-Bus).

Esta é uma das restrições específicas de aplicação que determinam se o par IM 365 ou IM 360/361 é apropriado para uma determinada configuração multi-rack S7-300.

P3: Qual software de configuração está incluído com o FM 350-2, e é compatível com TIA Portal?

O 6ES7350-2AH01-0AE0 inclui um pacote de configuração em CD-ROM — esta é a biblioteca de blocos de função e ferramenta de configuração STEP 7 específica para o FM 350-2, usada com STEP 7 Classic (v5.x).

O suporte ao TIA Portal para o FM 350-2 está disponível através do STEP 7 no TIA Portal (ao usar o TIA Portal em conjunto com o pacote STEP 7 Professional) ou através da ferramenta de configuração TIA Portal do FM 350-2 disponível no Siemens Industry Online Support. 

Para sistemas já projetados em STEP 7 Classic, o CD-ROM incluído fornece todas as ferramentas de configuração necessárias; para usuários do TIA Portal, o pacote compatível com TIA Portal apropriado deve ser verificado e obtido na Siemens.

P4: Os canais do FM 350-2 podem ser usados simultaneamente em diferentes modos de operação?

Sim. Cada um dos oito canais é configurável independentemente. Dentro de um único módulo FM 350-2, os canais podem operar simultaneamente em diferentes modos — por exemplo, canais 1-4 em modo de contagem contínua para monitoramento de quantidade de produção, canais 5-6 em modo de medição de velocidade para monitoramento de velocidades de motor, e canais 7-8 em modo de dosagem para controle de dispensação.

A configuração é definida durante a comissionamento através da ferramenta de configuração e baixada para o módulo.

O programa da CPU lê dados de cada canal independentemente, acessando as estruturas de bloco de dados apropriadas para o modo de operação de cada canal.

P5: O que acontece com os valores do contador do FM 350-2 se a CPU S7-300 entrar em modo STOP?

Quando a CPU S7-300 transita para STOP, o hardware do contador do FM 350-2 continua operando — os contadores continuam rodando, acumulando pulsos dos encoders conectados.

A comunicação da CPU com o FM 350-2 via K-Bus cessa no modo STOP, de modo que a CPU não pode ler valores de contador atualizados ou escrever novos setpoints durante o período de STOP. 

No entanto, o próprio FM 350-2 e seus contadores de hardware permanecem energizados e ativos. Quando a CPU retorna para RUN, a comunicação K-Bus é retomada, e a CPU pode ler os valores atuais do contador, que refletem as contagens acumuladas durante o intervalo de STOP.

Esse comportamento é importante para aplicações de dosagem e contagem onde o material pode continuar se movendo pela máquina durante um breve STOP da CPU — os dados de contagem não são perdidos.