ET200SPIM151-8PN/DPCPU模块

西门子ET200SPIM151-8PN/DPCPU模块6ES7151-8AB01-0AB0
SIMATIC DP，IM151-8 PN/DP CPU 针对 ET200S， 192 KB 主存储器， 内部的 PROFINET 接口 （带三个 RJ45 端口） 作为输入输出控制器，不带电池 需要有 MMC

西门子ET200SPIM151-8PN/DPCPU模块6ES7151-8AB01-0AB0
SIMATIC DP，IM151-8 PN/DP CPU 针对 ET200S， 192 KB 主存储器， 内部的 PROFINET 接口 （带三个 RJ45 端口） 作为输入输出控制器，不带电池 需要有 MMC

概述

• 多功能一体的“交钥匙”解决方案，预装 SIMATIC S7-1500 Software Controller 或故障安全型软控制器，也可预装 WinCC Runtime Advanced
• 通过 ET 200SP 模块进行集中式扩展（站的最大宽度为 1 m，或者最多 64 个模块）
• SIMATIC Hypervisor:
  用于将 Windows 系统与控制功能分离
• 通过双核处理器来利用虚拟机监控程序
• 可交换闪存盘（CFast 卡）用于存储操作系统、运行系统和项目数据
• 集成 DVI-I 图形接口；3x USB 2.0 接口
• 2 个 PROFINET 接口：X1通过 PN-IO 总线适配器来连接（RJ45 或 FC），带有 2 个端口；X2：千兆以太网接口 (RJ45)
• PROFINET IRT
• 开放式以太网通信（TCP/IP、UDP、Iso-on-TCP）
• Web 服务器功能可用于显示信息、状态、诊断以及用户定义的 Web 页面
• 可将 CM DP 作为 DP 主站进行 PROFIBUS DP 通信
• 组态控制（选项处理）
• 提高了专有技术和复制保护程度；具有 Security Integrated 功能
• 集成系统诊断
• 集成运动控制功能用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器
• 跟踪功能
• 尤其适用于数量量很大且与用户特定相关的开放式应用程序
• 集成控制功能并用 C/C++ 语言实现应用程序（使用 SIMATIC ODK-1500S 开放式开发工具包）
•  

按照GB/T 17626.5规定的测试方法，对这款设备的AC输入端口注入2kV的混合波时，发现设备重启。首先判断是电源部分导致的重启还是因为数字处理电路部分受到干扰导致的重启。反复进行试验，监测电源输出和重要的系统启动等信号状态，发现在浪涌冲击时电源输出的直流电压中断。

　　从示波器抓到的电源输出波形图可以看出，电源模块的输出中断大概100ms并自动重启恢复输出53.5V.

　　期间电源模块前面板绿色指示灯闪烁一次。为确认不是后面数字电路的影响，把电源模块单独拿出来连接电阻负载重新进行试验，复现了这种情况。

　　3 问题分析

　　（1）首先，怀疑在浪涌注入时整流器次级MCU重启。但是在增强次级辅助电源滤波器和重启管脚的滤波器后没有什么作用。检查这个MCU的信号管脚，并没有错误发生。所以这个整流器停止工作原因在初级。

　　（2）其次，在做过多次测试后，确定AC侧过压检测电路动作。这个过压动作原因是浪涌的尖刺进入到电压保持电路中。通过图 可知，这里没有保持时间，当浪涌注入时，这个输入过压电路立刻动作。正常的过压保护点在300V.

　　这个峰值检波器总是很敏感，采用RC滤波器就可以滤除浪涌尖刺，避免下一个比较电路动作，如图所示。

　　过电压检测电路

　　修改后的过电压检测电路

　　（3）第三，修改了过电压检测电路后重新进行浪涌冲击试验，电源输出仍然会中断。在优化峰值检波器电路后，这个输入过压保护电路在浪涌注入时就不会动作了。但是PFC会控制IC停止工作导致整流器没有输出。

　　当浪涌进入到AC端口时，一个大的浪涌电流中一小部分会通过PFC的电流采样电阻。通过这个采样电阻，一个较大的负峰尖刺就产生了，并干扰PFC的控制IC进入保护模式一定时间。期间电源模块仍然是工作的。

　　在浪涌发生后，PFC控制IC停止工作但开关电源模块仍然保持输出。链路电压跌落最后也导致了电源模块输出跌落并最后中断。

　　我们在控制IC的检测管脚增加了钳位二极管，如图6所示。修改后再次进行浪涌注入试验，就没有保护产生了。

　　4 结语

　　导致电源模块抗浪涌试验失败的因素很多，在实际的电源设计中应仔细检查，尤其是电源的控制信号回路必须设计一定的抗*力，才能保证整机的抗干扰性能。