Μονάδα CPU 6ES5948-3UA11 6ES59483UA11

Siemens 6ES5948-3UA11∙ SIMATIC S5 CPU 948 S5-135U / S5-155U Κεντρική μονάδα επεξεργασίας, 640KB RAM, 4MB Flash EPROM, TTY 20mA Διασύνδεση, διπλό πλάτος, παλιά ανταλλακτική

Σύνοψη

ΗSiemens 6ES5948-3UA11είναι η CPU 948 ∙ η κεντρική μονάδα επεξεργασίας που οδήγησε το SIMATIC S5-155U, τον μεγαλύτερο και πιο ικανό προγραμματιζόμενο ελεγκτή της Siemens από τις δεκαετίες του 1980 και του 1990.

Για να καταλάβετε τη σημασία της CPU 948, πρέπει να καταλάβετε τι ήταν το S5-155U: όχι ένα συμπαγές PLC για τον έλεγχο μηχανών, αλλά ένα πλήρη κλίμακα ελέγχου αυτοματισμού διαδικασίας ̇ ο πρόγονος,στην ικανότητα και την εφαρμογή, του τι θα γινόταν αργότερα το S7-400.

Το S5-155U με CPU 948 καθορίστηκε για κατανεμημένο έλεγχο σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, διαχείριση χημικών αντιδραστήρων, αυτοματοποίηση επεξεργασίας νερού μεγάλης κλίμακας,και εφαρμογές συνεχούς διαδικασίας όπου το πρόγραμμα μετρήθηκε σε εκατοντάδες χιλιόμπιτ και ο αριθμός I/O σε εκατοντάδες σημεία.

Ο 6ES5948-3UA11 παρέχει 640KB εσωτερικής μνήμης RAM ∙ ένας αριθμός που απαιτεί πλαίσιο.640KB ήταν μια σημαντική κατανομή μνήμης για έναν βιομηχανικό ελεγκτή.

Η μνήμη προγράμματος του S5-155U μετρήθηκε σε λέξεις εντολών STEP 5 και 640KB RAM υποστήριξαν σύνθετα προγράμματα ελέγχου διαδικασιών με εκτενή διαχείριση PID loop, επεξεργασία συναγερμού,και επεξεργασία δεδομένων που ήταν φιλόδοξα καθήκοντα αυτοματισμού για την εποχή.

Σήμερα, η CPU 948 δεν είναι ένα προϊόν για νέες εγκαταστάσεις, είναι ένα συστατικό συντήρησης.συχνά σε εφαρμογές όπου το κόστος και η διαταραχή της μετανάστευσης σε σύγχρονες πλατφόρμες δεν έχουν ακόμη δικαιολογηθεί.

Όταν μια CPU 948 αποτυγχάνει σε μια τέτοια εγκατάσταση, η εύρεση αντικατάστασης είναι ο ταχύτερος και λιγότερο διαταραχτικός δρόμος για την αποκατάσταση της παραγωγής.

Βασικές προδιαγραφές

S5-155U Αρχιτεκτονική Πού λειτουργεί η CPU 948

Το S5-155U ήταν ένας αρθρωτός ελεγκτής βασισμένος σε ράκελ που σχεδιάστηκε για να χειριστεί τις μεγαλύτερες εργασίες αυτοματισμού της γενιάς του.πολλαπλές μονάδες I/O, και επεξεργαστές επικοινωνίας.

Η CPU 948 είναι μια μονάδα διπλού πλάτους που καταλαμβάνει δύο φυσικές θέσεις στο ράφι.

Αυτό το διπλό πλάτος προκλήθηκε από την πολυπλοκότητα των εσωτερικών ηλεκτρονικών του CPU: η 640KB RAM, η πρίζα υπομονάδας μνήμης, η πρίζα διασύνδεσης PG, τα κυκλώματα επικοινωνίας TTY τρέχοντος βρόχου,και η ηλεκτρονική διεπαφή του επεξεργαστή και του λεωφορείου καταλαμβάνουν όλα ένα σύνολο PCB που δεν μπορεί να χωρέσει στο πρότυπο πλάτος μιας μόνος slots.

Η πίσω γραμμή λεωφορείου του ράκ συνδέει την CPU 948 με τις μονάδες I/O στα δεξιά της, μεταφέροντας τόσο σήματα λεωφορείου διευθύνσεων/δεδομένων για πρόσβαση σε I/O όσο και ισχύ.

Η διεπαφή TTY (current loop) 20mA στο μπροστινό πάνελ της CPU 948 χρησίμευσε ως σύνδεση προγραμματισμού και HMI ∙ η ίδια φυσική διεπαφή που χρησιμοποιείται από τα πάνελ χειριστών της Siemens (OP5, OP15, OP25,ΟΠ35) και οι συσκευές προγραμματισμού STEP 5 της εποχής, από φορητούς προγραμματιστές έως PC-based PG 730 και PG 740 μηχανικούς σταθμούς.

640KB μνήμης RAM και αρχιτεκτονική υπομονάδας μνήμης

Η αρχιτεκτονική μνήμης της CPU 948 αντανακλά τις μηχανικές πραγματικότητες της οικονομίας των ημιαγωγών στα τέλη της δεκαετίας του 1980 και στις αρχές της δεκαετίας του 1990.Η εσωτερική μνήμη RAM των 640KB παρείχε τη λειτουργική μνήμη για το πρόγραμμα χρήστη και τα δεδομένα, αλλά ακόμη και τα 640KB είχαν τα όριά τους στην αυτοματοποίηση διαδικασιών μεγάλης κλίμακας.

Η θέση υπομονάδας μνήμης αντιμετώπιζε αυτόν τον περιορισμό: μια ενσωματωτέα υπομονάδα Flash EPROM θα μπορούσε να επεκτείνει τη συνολική μνήμη προγραμμάτων/δεδομένων που μπορεί να διευθύνεται έως και 4 MB,παροχή επαρκούς χώρου για πολύπλοκα προγράμματα ελέγχου διαδικασιών πολλαπλής λειτουργίας με εκατοντάδες τεμάχια προγράμματος, εκτεταμένες βιβλιοθήκες ελέγχου PID και μεγάλες δομές δεδομένων για τη διαχείριση συναγερμού.

Στην πράξη, η υποενότητα Flash EPROM χρησίμευσε ως μνήμη φόρτωσης ∙ η μη πτητική αποθήκη από την οποία το πρόγραμμα φορτώθηκε σε λειτουργική μνήμη RAM κατά την εκκίνηση.

Ένας κύκλος ενεργοποίησης προκάλεσε την CPU 948 να αντιγράψει το πρόγραμμα από το υπομονόδιο EPROM στη λειτουργική μνήμη RAM πριν από την έναρξη της εκτέλεσης, μια διαδικασία που χρειάστηκε αρκετά δευτερόλεπτα για μεγάλα προγράμματα,Γι'αυτό τα συστήματα S5-155U είναι γνωστά για τους μεγαλύτερους χρόνους επανεκκίνησης σε σύγκριση με τους σύγχρονους ελεγκτές..

Τύπος ρεύματος TTY 20mA ∆ύναμη ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης ∆ύναμης

Η διεπαφή 20mA current loop (TTY) στην CPU 948 προηγείται του RS-485 ως το πρότυπο για τον προγραμματισμό PLC και τις συνδέσεις HMI.ο κύκλος ρεύματος χρησιμοποιεί ρεύμα ροής 20mA για να αντιπροσωπεύει ένα λογικό "1" και 0mA για το λογικό "0".

Αυτή η κωδικοποίηση που βασίζεται στο ρεύμα παρέχει εγγενή ανοσία στον θόρυβο ̇ βιομηχανικά περιβάλλοντα με μεγάλους κινητήρες και μεγάλες διαδρομές καλωδίων παράγουν σημαντικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές,και η ανίχνευση διαφορικού ρεύματος του κυκλώματος ρεύματος είναι πολύ λιγότερο ευαίσθητη σε αυτόν τον θόρυβο από την ενιαία ένταση σήμανσης.

Ο προγραμματισμός του S5-155U με CPU 948 απαιτούσε μια συμβατή διεπαφή TTY 20mA στην συσκευή προγραμματισμού.

Η σύνδεση ενός σύγχρονου φορητού υπολογιστή απαιτεί έναν προσαρμογέα USB-TTY με το λογισμικό STEP 5 (συνήθως STEP 5 V7.2 ή νεότερο).

Διατήρηση παλαιών ∙ Γιατί εξακολουθούν να απαιτούνται μονάδες CPU 948

Οι εγκαταστάσεις S5-155U που βασίζονται σε μονάδες CPU 948 κατασκευάστηκαν για διάρκεια ζωής πολλών δεκαετιών.

Ένα σύστημα ελέγχου πετροχημικών εγκαταστάσεων που εγκαταστάθηκε το 1992 με υλικό S5-155U μπορεί να παραμείνει στην αρχική πλατφόρμα υλικού μέχρι τη δεκαετία του 2020 ∙ το κόστος αντικατάστασης είναι τεράστιο,ο κίνδυνος παραγωγής είναι πραγματικός, και όσο το υλικό λειτουργεί, η οικονομική υπόθεση για τη μετανάστευση είναι δύσκολη.

Όταν μια CPU 948 αποτυγχάνει, η άμεση απάντηση είναι να προμηθευτεί μια μονάδα αντικατάστασης από την αγορά βιομηχανικών ανταλλακτικών και να αποκαταστήσει την παραγωγή το συντομότερο δυνατόν.

Γενικές ερωτήσεις

Ε1: Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ των ποικιλιών CPU 948 UA11, UA12 και UA13;

Η UA11 (αυτή η μονάδα) διαθέτει 640KB RAM, μία TTY διεπαφή προγραμματισμού και μία θέση υπομονάδας μνήμης.που επιτρέπουν την ταυτόχρονη σύνδεση τερματικού προγραμματισμού και πίνακα χειριστή. UA13 αντικατοπτρίζει μεταγενέστερη αναθεώρηση firmware.

Όλες οι παραλλαγές είναι μηχανικά συμβατές με το rack S5-135U/155U και ηλεκτρικά συμβατές με το backplane S5; το πρόγραμμα που φορτώνεται στο υπομονόδιο μνήμης λειτουργεί σε οποιαδήποτε παραλλαγή,υπό την επιφύλαξη της συμβατότητας της έκδοσης firmware.

Ε2: Πώς συνδέετε έναν σύγχρονο υπολογιστή με την CPU 948 για διάγνωση ή προγραμματισμό;

Η CPU 948 χρησιμοποιεί μια 15-pin Cannon TTY (20mA current loop) διεπαφή.2 ή νεότερη εγκατεστημένη σε σύστημα Windows XP (ή εικονική μηχανή).

Δεν είναι δυνατή η άμεση σύνδεση μέσω καλωδίου USB με σύγχρονο υπολογιστή που εκτελεί το STEP 7 ή το Portal TIA.

Ε3: Πώς αποκαθίσταται το πρόγραμμα μετά την αντικατάσταση μιας αποτυχημένης CPU 948;

Εάν το πρόγραμμα είναι αποθηκευμένο στην υποενότητα μνήμης Flash EPROM, αφαιρέστε την υποενότητα από την αποτυχημένη CPU και τοποθετήστε την στην μονάδα αντικατάστασης.

Η CPU φορτώνει αυτόματα το πρόγραμμα από την υπομονάδα κατά την ενεργοποίηση ̇ δεν απαιτείται σταθμός προγραμματισμού.

Εάν δεν υπάρχει υπομονάδα, το πρόγραμμα πρέπει να κατεβάζεται από αρχείο STEP 5 μέσω τερματικού προγραμματισμού συνδεδεμένου με TTY.

Για το λόγο αυτό, συνιστάται να αποθηκεύεται το πρόγραμμα σε υπομονάδα EPROM για όλες τις εγκαταστάσεις παραγωγής.

Ε4: Μπορούν να προστεθούν ενότητες Ε/Υ στο ράκ S5-155U ενώ λειτουργεί η CPU 948;

Υποστηρίζεται περιορισμένη διαδικτυακή τροποποίηση. Η CPU 948 παρακολουθεί τις υποδομές μονάδων Ε/Υ και μπορεί να αναγνωρίζει τις πρόσφατα εισαγόμενες μονάδες κατά τη λειτουργία,αλλά η ανάθεση διευθύνσεων και η ενσωμάτωση νέων ενότητες στο πρόγραμμα απαιτεί συνήθως μια τροποποίηση του προγράμματος STEP 5 και λήψη.

Για εγκαταστάσεις κρίσιμης σημασίας για την ασφάλεια, κάθε αλλαγή υλικού ή προγράμματος θα πρέπει να ακολουθεί τη διαδικασία διαχείρισης αλλαγών του εργοστασίου και να εκτελείται κατά τη διάρκεια ενός προγραμματισμένου παραθύρου συντήρησης.

Ε5: Ποιες επιλογές μετανάστευσης υπάρχουν για ένα σύστημα S5-155U/CPU 948;

Ο τυποποιημένος στόχος μετανάστευσης είναι το SIMATIC S7-400, με το εργαλείο μετατροπής STEP 5 σε STEP 7 που βοηθά την αναδιάρθρωση του προγράμματος ̇ αν και απαιτείται πάντα χειροκίνητη επικύρωση.

Μια σταδιακή προσέγγιση που χρησιμοποιεί μονάδες ζεύξης επιτρέπει τη σταδιακή μετανάστευση από το S5 στο S7 ενώ το εργοστάσιο συνεχίζει να λειτουργεί στα υπόλοιπα τμήματα του S5.

Η πλήρης μετανάστευση ενός μεγάλου συστήματος ελέγχου διαδικασιών S5-155U είναι συνήθως ένα πολυετές επενδυτικό έργο που σχεδιάζεται γύρω από ένα κλείσιμο εργοστασίου.