ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΟΤΗΤΗ 6ES7315-2EH14-0AB0 6ES7 315-2EH14-0AB0 6ES7315-2EH14-OABO

Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 | SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP — 384KB Μνήμη Εργασίας, MPI/DP + PROFINET 2-Θυρών Switch, PROFIBUS DP Master/Slave, PROFINET IO Controller/Device

Επισκόπηση

Η Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 είναι η CPU 315-2 PN/DP — η CPU S7-300 μεσαίας κατηγορίας που ενσωματώνει συνδεσιμότητα PROFIBUS DP και PROFINET σε μία μόνο μονάδα, καθιστώντας την το φυσικό κέντρο ενός κατανεμημένου συστήματος αυτοματισμού που χρειάζεται να καλύπτει και τους δύο κόσμους ταυτόχρονα.

Με 384KB μνήμης εργασίας και 0,05 μικροδευτερόλεπτα ανά λειτουργία bit, βρίσκεται άνετα πάνω από τις CPU S7-300 αρχικού επιπέδου και διαχειρίζεται την πολυπλοκότητα της λογικής που είναι τυπική για αυτοματισμούς μηχανών μεσαίας κλίμακας, χωρίς το επιπλέον κόστος υλικού των παραλλαγών υψηλότερης κατηγορίας CPU 317 ή CPU 319.

Το καθοριστικό χαρακτηριστικό της παραλλαγής υλικού -2EH14 είναι η αρχιτεκτονική διπλής διεπαφής: μία διεπαφή χειρίζεται την επικοινωνία PROFIBUS DP και MPI (σύνδεση με μονάδες κίνησης, κατανεμημένα πλαίσια I/O και συσκευές προγραμματισμού μέσω του καθιερωμένου fieldbus), ενώ η δεύτερη διεπαφή παρέχει PROFINET μέσω Ethernet με ενσωματωμένο διακόπτη δύο θυρών.

Αυτός ο διακόπτης δεν είναι ένα καλλυντικό στοιχείο — επιτρέπει στην CPU να συμμετέχει σε τοπολογία δακτυλίου PROFINET ή αλυσιδωτής σύνδεσης χωρίς να απαιτεί εξωτερικό διακόπτη Ethernet, μειώνοντας τον αριθμό των εξαρτημάτων του πίνακα.

Δύο συσκευές μπορούν να συνδεθούν απευθείας στις θύρες PROFINET της CPU. μία σύνδεση πηγαίνει προς τα πάνω στον κύριο PROFINET ή στον σταθμό εργασίας μηχανικής, και η άλλη συνεχίζει προς τα κάτω στην επόμενη συσκευή στην αλυσίδα.

Η ταυτόχρονη εξυπηρέτηση PROFIBUS DP και PROFINET σε διαφορετικά μέρη της ίδιας εγκατάστασης είναι η βασική περίπτωση χρήσης για αυτήν την CPU.

Μια τυπική εγκατάσταση μπορεί να χρησιμοποιεί PROFIBUS DP (μέσω της διεπαφής 1) για επικοινωνία με υπάρχουσες μονάδες κίνησης και παλαιότερες μονάδες κατανεμημένου I/O που προηγούνται του PROFINET, ενώ χρησιμοποιεί PROFINET (μέσω της διεπαφής 2) για νεότερους σταθμούς απομακρυσμένου I/O ET 200SP, μονάδες κίνησης με δυνατότητα PROFINET όπως SINAMICS G120, και για προγραμματισμό και συνδεσιμότητα HMI μέσω του δικτύου Ethernet του εργοστασίου.

Βασικές Προδιαγραφές

PROFIBUS DP Master και Slave — Διπλοί Ρόλοι σε Μία Διεπαφή

Η διεπαφή 1 της CPU 315-2 PN/DP χειρίζεται τόσο MPI όσο και PROFIBUS DP, και η λειτουργία PROFIBUS DP μπορεί να εκτελείται σε δύο διακριτούς ρόλους που μπορούν να συνυπάρχουν σε ένα σχεδιασμό συστήματος:

DP Master: Η CPU ξεκινά κυκλική ανταλλαγή δεδομένων με έως και 124 PROFIBUS DP slaves — μονάδες I/O (ET 200M, ET 200S, ET 200B), μονάδες κίνησης (SINAMICS, SIMODRIVE, μετατροπείς τρίτων κατασκευαστών), όργανα και οποιονδήποτε άλλο PROFIBUS DP slave.

Ως master, η CPU κατέχει τον χρονισμό του διαύλου, αναθέτει διευθύνσεις και διατρέχει τα δεδομένα διεργασίας κάθε slave σε κάθε κύκλο διαύλου DP.

Η μέγιστη ταχύτητα δεδομένων PROFIBUS είναι 12 Mbit/s.

DP Slave (κατανεμημένη νοημοσύνη): Η CPU μπορεί ταυτόχρονα να λειτουργεί ως PROFIBUS DP slave σε έναν master ανώτερου επιπέδου. Σε αυτήν τη διαμόρφωση, ένα τμήμα της μνήμης I/O της CPU αντιστοιχίζεται ως διεπαφή DP slave — ένας κύριος ελεγκτής διαβάζει και γράφει αυτές τις περιοχές μνήμης για να δώσει εντολές στην CPU και να λάβει αναφορές κατάστασης, ενώ η CPU εκτελεί το δικό της πρόγραμμα ανεξάρτητα.

Αυτό είναι το μοντέλο "κατανεμημένης νοημοσύνης": πολλαπλοί έξυπνοι κόμβοι CPU σε μια γραμμή παραγωγής, ο καθένας διαχειρίζεται το δικό του τμήμα μηχανημάτων, συντονισμένοι από έναν επόπτη master μέσω διεπαφών PROFIBUS DP slave.

PROFINET IO Controller και IO Device — Και τα δύο Ταυτόχρονα

Η διεπαφή PROFINET υποστηρίζει επίσης και τους δύο ρόλους master (IO Controller) και slave (IO Device):

IO Controller: Η CPU ελέγχει PROFINET IO devices — κατανεμημένους σταθμούς I/O, μονάδες I/O ασφαλείας, μονάδες κίνησης με δυνατότητα PROFINET — ανταλλάσσοντας κυκλικά δεδομένα διεργασίας.

Ο IO Controller διανέμει τα δεδομένα I/O στην εικόνα διεργασίας της CPU για χρήση στο πρόγραμμα ελέγχου.

IO Device (κοινόχρηστη συσκευή): Η CPU εμφανίζεται επίσης ως PROFINET IO Device σε έναν άλλο IO Controller, με μια καθορισμένη περιοχή της δικής της μνήμης αντιστοιχισμένη ως διεπαφή IO Device. Αυτό επιτρέπει ιεραρχικές αρχιτεκτονικές ελέγχου όπου ένας επόπτης PROFINET IO Controller συντονίζει πολλαπλές CPU, καθεμία από τις οποίες διαχειρίζεται επίσης τα δικά της τοπικά I/O και μονάδες κίνησης ως IO Controller.

Η λειτουργία κοινόχρηστης συσκευής απαιτεί η CPU να είναι στην έκδοση firmware V5.3 ή νεότερη.

Αρχιτεκτονική Μνήμης και η Κάρτα Micro Memory Card

Η CPU 315-2 PN/DP αποθηκεύει το εκτελέσιμο πρόγραμμά της στη μνήμη εργασίας (384KB ενσωματωμένης RAM) και το αποθηκευμένο πρόγραμμά της στη μνήμη φόρτωσης.

Η μνήμη φόρτωσης σε αυτήν την CPU παρέχεται αποκλειστικά από την Κάρτα Micro Memory Card (MMC) — μια κάρτα μνήμης flash ιδιοκτησίας της Siemens που συνδέεται στην ειδική υποδοχή MMC στην μπροστινή όψη της CPU. Η MMC δεν περιλαμβάνεται με την CPU και πρέπει να παραγγελθεί ξεχωριστά.

Η MMC εξυπηρετεί τρεις λειτουργίες: αποθηκεύει το πρόγραμμα χρήστη που αντιγράφεται στη μνήμη εργασίας κατά την εκκίνηση. περιέχει το firmware της CPU για ενημερώσεις υλικού. και λειτουργεί ως μέσο διατήρησης δεδομένων — τα δεδομένα που αποθηκεύονται στην MMC (μέσω των λειτουργιών διατήρησης του STEP 7 ή ρητών λειτουργιών αποθήκευσης δεδομένων S7) επιβιώνουν από κύκλους τροφοδοσίας χωρίς να απαιτείται μπαταρία.

Η CPU δεν έχει μπαταρία από προεπιλογή, πράγμα που σημαίνει ότι η συμπεριφορά διατήρησης δεδομένων εξαρτάται από την MMC για μη πτητική αποθήκευση.

Τα μεγέθη MMC κυμαίνονται από 64KB έως 8MB, και το κατάλληλο μέγεθος εξαρτάται από το μήκος του προγράμματος χρήστη και τυχόν απαιτήσεις αποθήκευσης δεδομένων.

Μια CPU 315-2 PN/DP που εκτελεί ένα σύνθετο πρόγραμμα μηχανής πολλαπλών αξόνων με μεγάλες μπλοκ δεδομένων μπορεί να απαιτήσει μια MMC 512KB ή 2MB.

Γλώσσες Προγραμματισμού και Εργαλειοθήκη STEP 7

Η CPU 315-2 PN/DP διαμορφώνεται και προγραμματίζεται χρησιμοποιώντας SIMATIC STEP 7 Professional (Classic) ή TIA Portal V13 και νεότερες εκδόσεις.

Υποστηρίζονται όλες οι τυπικές γλώσσες προγραμματισμού IEC 61131-3:

LAD (Ladder Diagram) και FBD (Function Block Diagram) είναι οι γραφικές γλώσσες για προγραμματισμό διακριτών λογικών, και οι δύο οικείες σε μηχανικούς με υπόβαθρο ηλεκτρικών σχημάτων.

STL (Statement List) είναι η γλωσσική γλώσσα χαμηλού επιπέδου που μεταγλωττίζεται στο πιο αποδοτικό εκτελέσιμο για χρονικά κρίσιμες ρουτίνες.

SCL (Structured Control Language) είναι μια γλώσσα υψηλού επιπέδου βασισμένη στην Pascal για σύνθετους αριθμητικούς υπολογισμούς και αλγορίθμους.

CFC (Continuous Function Chart) παρέχει ένα γραφικό περιβάλλον προγραμματισμού βασισμένο σε συνδέσεις, κατάλληλο για συνεχή έλεγχο και συντονισμό μονάδων κίνησης.

GRAPH υποστηρίζει προγραμματισμό διαγράμματος ακολουθίας λειτουργιών για βήμα-προς-βήμα ακολουθίες μηχανών με συνθήκες μετάβασης.

Η CPU υποστηρίζει επίσης προστασία μπλοκ (κρυπτογράφηση) μέσω της προστασίας μπλοκ S7, η οποία επιτρέπει στους προγραμματιστές να διανέμουν μπλοκ FB/FC/DB σε κρυπτογραφημένη μορφή — εκτελώντας στην CPU αλλά όχι αναγνώσιμα από τον τελικό χρήστη, προστατεύοντας ιδιόκτητους αλγορίθμους ελέγχου.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Η CPU απαιτεί κάρτα Micro Memory Card. Τι μέγεθος MMC είναι κατάλληλο για τυπικές εφαρμογές;

Το μέγεθος της MMC εξαρτάται κυρίως από το μέγεθος του προγράμματος χρήστη και αν σχεδιάζεται αποθήκευση δεδομένων στην κάρτα. Μια MMC 128KB φιλοξενεί τυπικά προγράμματα μηχανών στην περιοχή 50-80KB. Προγράμματα με μεγάλες μπλοκ δεδομένων, εκτεταμένες βιβλιοθήκες συναρτήσεων ή συλλογές OB/FC/FB για συντονισμό πολλαπλών αξόνων μπορεί να απαιτούν 512KB ή μεγαλύτερη.

Το μέγεθος της MMC δεν επηρεάζει την ταχύτητα εκτέλεσης του προγράμματος — η μνήμη εργασίας (384KB) περιορίζει το μέγεθος του προγράμματος κατά την εκτέλεση, όχι η MMC. Σε περίπτωση αμφιβολίας, μια MMC 2MB ή 4MB παρέχει άνετο περιθώριο για ανάπτυξη προγράμματος χωρίς κόστος, καθώς η διαφορά τιμής είναι μικρή.

Ε2: Μπορεί η CPU 315-2 PN/DP να αντικαταστήσει μια CPU 315-2 DP (χωρίς PROFINET) σε ένα υπάρχον σύστημα;

Ναι, με προσοχή στο υλικό. Η CPU 315-2 PN/DP ταιριάζει φυσικά στην ίδια υποδοχή ράγας S7-300 με άλλες παραλλαγές CPU 315.

Η λειτουργία PROFIBUS DP master στη διεπαφή 1 είναι συμβατή — οι υπάρχουσες διαμορφώσεις PROFIBUS DP από την αντικατασταθείσα CPU μπορούν να εισαχθούν. Η διεπαφή PROFINET 2 είναι επιπλέον και δεν συγκρούεται με τη διαμόρφωση PROFIBUS. Ο κύριος έλεγχος συμβατότητας είναι η έκδοση firmware και STEP 7: η -2EH14 απαιτεί STEP 7 V5.5 SP4 ή νεότερη για πλήρη λειτουργικότητα. 

Η υπάρχουσα MMC από την αντικατασταθείσα CPU πρέπει να αξιολογηθεί — εάν περιέχει συμβατή έκδοση firmware και το πρόγραμμα χρήστη ταιριάζει, μπορεί να μεταφερθεί. διαφορετικά, συνιστάται νέα MMC.

Ε3: Πόσες συσκευές PROFINET IO μπορεί να ελέγξει η CPU 315-2 PN/DP ως IO Controller;

Ο ακριβής μέγιστος αριθμός συσκευών PROFINET IO ανά IO Controller καθορίζεται από την έκδοση firmware της CPU και τη συνολική ποσότητα κυκλικών δεδομένων IO.

Η CPU 315-2 PN/DP υποστηρίζει έως και 16 ενεργές συνδέσεις σε όλα τα πρωτόκολλα ταυτόχρονα (συμπεριλαμβανομένων TCP/IP, ISO-on-TCP και UDP). Οι συνδέσεις PROFINET IO καταναλώνονται από αυτήν την ομάδα.

Στην πράξη, εγκαταστάσεις με 10-20 συσκευές PROFINET IO (σταθμοί ET 200SP, μονάδες κίνησης) είναι εντός της χωρητικότητας της CPU με σωστό σχεδιασμό συνδέσεων. Για εγκαταστάσεις που απαιτούν περισσότερους κόμβους PROFINET IO, θα πρέπει να αξιολογηθεί η CPU 319-3 PN/DP.

Ε4: Η CPU έχει ενσωματωμένο web server. Τι πληροφορίες εκθέτει;

Ο ενσωματωμένος web server παρέχει μια διεπαφή διαγνωστικών προσβάσιμη μέσω προγράμματος περιήγησης που εμφανίζει την κατάσταση της CPU (λειτουργία, χρόνος σάρωσης, έκδοση firmware), διαγνωστικά μονάδων για το πλαίσιο S7-300 και τις μονάδες I/O του, και ενεργές συνδέσεις επικοινωνίας.

Προσαρμοσμένες ιστοσελίδες χρήστη μπορούν να αναπτυχθούν στον web server μέσω του STEP 7 για να εμφανίζουν τιμές διεργασίας, καταστάσεις συναγερμού ή δεδομένα παραγωγής σε ένα πρόγραμμα περιήγησης χωρίς να απαιτείται ειδικό υλικό HMI.

Ο web server προσπελαύνεται μέσω της διεύθυνσης IP της διεπαφής PROFINET και δεν απαιτεί πρόσθετη εγκατάσταση λογισμικού στον υπολογιστή που προσπελαύνεται, πέρα από ένα τυπικό πρόγραμμα περιήγησης στο web.

Ε5: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του -0AB0 και πιθανών προηγούμενων αναθεωρήσεων υλικού της CPU 315-2 PN/DP;

Η Siemens χρησιμοποιεί γράμματα αναθεώρησης υλικού (το τελευταίο μέρος του αριθμού παραγγελίας, π.χ., -0AB0) για την παρακολούθηση αλλαγών μηχανικής στο φυσικό υλικό, διατηρώντας παράλληλα πλήρη συμβατότητα λογισμικού.

Η αναθεώρηση -0AB0 της CPU 315-2 PN/DP ενσωματώνει ενημερώσεις σε επίπεδο εξαρτημάτων σε σχέση με προηγούμενες αναθεωρήσεις.

Από την οπτική γωνία του χρήστη, όλες οι αναθεωρήσεις υλικού της CPU 315-2 PN/DP είναι λειτουργικά πανομοιότυπες και συμβατές με λογισμικό — το ίδιο έργο STEP 7 εκτελείται σε οποιαδήποτε αναθεώρηση υλικού.

Η Siemens τεκμηριώνει τις αλλαγές υλικού στο σύστημα ειδοποιήσεων αλλαγών προϊόντος (PCN), αλλά αυτές οι αλλαγές δεν επηρεάζουν τη διαμόρφωση ή το πρόγραμμα του χρήστη.