Συμπληρωματικές διατάξεις για την υποστήριξη των συστημάτων ηλεκτρονικής επικοινωνίας

Siemens 6ES7341-1CH02-0AE0∙ SIMATIC S7-300 CP 341 RS422/485 Επεξεργαστής σειριακών επικοινωνιών, 0.3115.2 kbit/s, ASCII / 3964(R) / RK512 / Modbus RTU, 15-Pin Sub-D, Περιλαμβάνει Config CD

Σύνοψη

ΗΗ Siemens 6ES7341-1CH02-0AE0είναι η CP 341 με διεπαφή RS422/485 η ενότητα σειριακών επικοινωνιών που προσθέτει μια ειδική βιομηχανική σειριακή θύρα στον SIMATIC S7-300 PLC.

Το CP 341 ήταν η τυποποιημένη λύση για τις απαιτήσεις σειριακής επικοινωνίας S7-300 που η δική του διεπαφή MPI / PROFIBUS του CPU δεν μπορούσε να αντιμετωπίσει: σύνδεση με ένα τερματικό ζύγισης που μιλάει Modbus RTU,Ανταλλαγή δεδομένων με σαρωτή γραμμικού κώδικα μέσω RS485, έλεγχος σειριακού εκτυπωτή για καταγραφή παραγωγής ή επικοινωνία με παλαιό ενισχυτή κίνησης που προηγείται των πρωτοκόλλων πεδίου.

Η πρακτική αναγκαιότητα που αντιμετωπίζει το ΚΠ 341 είναι ότι τα περισσότερα βιομηχανικά περιβάλλοντα περιέχουν ένα συνδυασμό τεχνολογιών επικοινωνίας.Οι σύγχρονες συσκευές PROFIBUS DP και PROFINET συνδέονται καθαρά στις εγγενείς διεπαφές του S7-300.

Αλλά δεν είναι όλα σύγχρονα σε ένα εργοστάσιο και ακόμη και σε νέες εγκαταστάσεις, πολλές συσκευές πεδίου (λέκτες γραμμικών κώδικων, ζυγίδες, εκτυπωτές ετικετών, συστήματα ζύγισης, ρυθμιστές θερμοκρασίας,Η διασύνδεση μεταξύ τους γίνεται μέσω RS485 Modbus RTU ή απλής σειράς ASCII., όχι PROFIBUS ή Ethernet.

Για κάθε μία από αυτές τις συσκευές που χρειάζεται να ανταλλάσσει δεδομένα με το S7-300,η CP 341 παρέχει την ηλεκτρική διεπαφή και τη διαχείριση πρωτοκόλλου αποφόρτιση της επεξεργασίας σειριακής επικοινωνίας από την CPU, έτσι ώστε η σειρά ανταλλαγής δεδομένων να μην καταλαμβάνει το χρόνο σάρωσης της CPU.

Η φυσική διεπαφή RS422/RS485 (X.27) υποστηρίζει λειτουργία full-duplex (RS422, τετρασύρματος: ξεχωριστά ζεύγη μετάδοσης και λήψης) και half-duplex (RS485, δύοσύρματος: κοινό ζεύγος μετάδοσης / λήψης).

Το RS422 full-duplex χρησιμοποιείται για συνδέσεις σημείο-σημείο όπου απαιτείται το μέγιστο μήκος καλωδίου και η ανοχή στον θόρυβο από τη διαφορική τετρασύρματη μετάδοση.και όπου εφαρμόζονται τα πρωτόκολλα 3964(R) και RK512.

RS485 half-duplex supports multi-drop bus configurations — connecting the S7-300 CP 341 as one node among multiple devices sharing the same two-wire bus — which is the topology required for Modbus RTU networks and multi-device ASCII configurations.

Βασικές προδιαγραφές

Πρωτόκολλο ∆ύο τρόποι επικοινωνίας

ASCIIείναι το απλούστερο πρωτόκολλο η CP 341 εκπέμπει και λαμβάνει σειρές χαρακτήρων ASCII με ρυθμιζόμενα χαρακτήρες εκκίνησης / διακοπής, μήκος δεδομένων και ισοτιμία.

Η λειτουργία ASCII είναι κατάλληλη για συσκευές που επικοινωνούν με ευανάγνωστο από τον άνθρωπο κείμενο: αναγνώστες γραμμικών κώδικων που εκπέμπουν γραμμές κώδικα που έχουν σαρωθεί, τερματικά βαρών που μεταδίδουν εντύπωση ASCII,Μηχανές εκτύπωσης, και κάθε συσκευή που χρησιμοποιεί ένα απλό πρωτόκολλο κειμένου.

Το ASCII λειτουργεί τόσο με συνδέσεις RS422 όσο και RS485 και σε ολόκληρο το εύρος ταχύτητας 0,3115,2 kbit/s.

3964 ((R)(μόνο στο RS422) είναι ένα πρωτόκολλο σημείο-σε-σημείο που έχει σχεδιαστεί για την επικοινωνία PLC-PLC και PLC-peripheral.

Προσθέτει μεταφορά μπλοκ με επικεφαλίδα, αναγνώριση του τέλους κειμένου και ανίχνευση σφαλμάτων σε μια σειριακή σύνδεση, παρέχοντας αξιόπιστη, δομημένη ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ δύο τελικών σημείων.3964 ((R) είναι το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται από την ιστορική σύνδεση SIMATIC S5 σημείο προς σημείο και παραμένει σχετικό για την επικοινωνία με παλαιό εξοπλισμό της Siemens.

RK 512(μόνο στο RS422) είναι ένα πρωτόκολλο αίτησης-απόκρισης που υποστηρίζει την ανάγνωση και την εγγραφή περιοχών δεδομένων σε μια απομακρυσμένη SIMATIC S5 ή συμβατή συσκευή.

Λειτουργεί ως στρώμα πάνω από το 3964 ((R) και παρέχει πρόσβαση με χαρτογράφηση μνήμης. Το πρόγραμμα CPU S7-300 διαβάζει ή γράφει σε συγκεκριμένες διευθύνσεις δεδομένων στην απομακρυσμένη συσκευή χρησιμοποιώντας αιτήματα υπηρεσίας RK 512.

Αυτό το πρωτόκολλο συνδέει την σειριακή σύνδεση του CP 341 με το παλαιότερο μοντέλο ανταλλαγής δεδομένων S5.

Modbus RTUδεν είναι ενσωματωμένο πρόγραμμα οδήγησης στο firmware του CP 341 απαιτεί φόρτωση ξεχωριστού προγράμματος οδήγησης Modbus master (6ES7870-1AA01-0YA0) ή Modbus slave (6ES7870-1AB01-0YA0) στο CP 341.

Μόλις φορτωθεί, ο οδηγός Modbus χειρίζεται το Modbus RTU framing, χρονολόγηση και εφαρμογή κώδικα λειτουργίας,ενώ το πρόγραμμα CPU S7-300 ανταλλάσσει δεδομένα μέσω της κοινόχρηστης διεπαφής μνήμης του CP 341 χρησιμοποιώντας μπλοκ λειτουργίας STEP 7.

Το Modbus RTU στο RS485 είναι το κυρίαρχο πρωτόκολλο για μετρητές ενέργειας, VFD από πολλούς κατασκευαστές, ελεγκτές θερμοκρασίας,και βιομηχανική οργάνωση ο οδηγός Modbus μετατρέπει το CP 341 σε ικανό αφεντικό ή σκλάβο Modbus χωρίς να απαιτείται πρόσθετο υλικό.

Ενσωμάτωση με το πρόγραμμα S7-300 P_SEND και P_RCV

Από την άποψη του προγράμματος CPU S7-300, η CP 341 είναι προσβάσιμη μέσω δύο τυποποιημένων λειτουργικών τεμαχίων από τη βιβλιοθήκη επικοινωνίας σημείο-σε-σημείο SIMATIC:Π_ΣΕΝΤ(αποστέλλει ένα μπουφέρ δεδομένων μέσω της σειριακής θύρας) καιP_RCV(αποδέχεται δεδομένα από τη σειριακή θύρα σε ένα αποθηκευτικό χώρο δεδομένων).

Αυτά τα μπλοκ καλούνται από την σκάλα της CPU ή από το πρόγραμμα δομημένου κειμένου, προσδιορίζοντας την πηγή δεδομένων / προορισμό, το μήκος των δεδομένων και τις παραμέτρους επικοινωνίας.

Το πρόγραμμα CPU γράφει δεδομένα σε ένα buffer αποστολής στα μπλοκ δεδομένων του S7-300, καλεί P_SEND,και η CP 341 παίρνει τα δεδομένα και τα μεταδίδει μέσω της σειριακής διεπαφής η CPU δεν διαχειρίζεται την σειρά χρονισμού, χειραψία, ή το πλαίσιο πρωτόκολλο.

Ομοίως, όταν τα δεδομένα φτάνουν στην σειριακή διεπαφή, το CP 341 τα αποθηκεύει και υποδεικνύει στον CPU μέσω των εξόδων κατάστασης του μπλοκ P_RCV. Ο CPU διαβάζει τα δεδομένα που λαμβάνονται από το αποθηκευτικό του μπλοκ δεδομένων.Αυτή η αρχιτεκτονική ξεφορτώνει όλες τις σειριακές επεξεργασίες από τον κύκλο σάρωσης του CPU, διασφαλίζοντας ότι η αργή σειριακή επικοινωνία (σε 9600 baud, 100 χαρακτήρες διαρκούν περίπου 100ms) δεν προσθέτει ορατή καθυστέρηση στην εκτέλεση του προγράμματος της CPU.

Γενικές ερωτήσεις

Ε1: Μπορεί ένας CPU S7-300 να χρησιμοποιεί πολλές μονάδες CP 341 ταυτόχρονα;

Ναι, πολλαπλές μονάδες CP 341 μπορούν να εγκατασταθούν στο ίδιο ράφι S7-300 (υπόκειται στον αριθμό των υποδομών του ράφι και στην ικανότητα τροφοδοσίας ενέργειας), η καθεμία παρέχοντας ανεξάρτητη σειριακή θύρα.Κάθε CP 341 καταλαμβάνει μια θέση ράκα και αντλεί ενέργεια από την τροφοδοσία 24V της μονάδας και το backplane.

Η CPU αποκτά πρόσβαση σε κάθε CP 341 ανεξάρτητα χρησιμοποιώντας ξεχωριστές περιπτώσεις P_SEND / P_RCV, με τη διεύθυνση να διακρίνει σε ποιο CP απευθύνεται η ανταλλαγή δεδομένων.

Αυτό επιτρέπει σε ένα S7-300 να διατηρεί ταυτόχρονα πολλαπλές ανεξάρτητες σειριακές συνδέσεις, μία για σαρωτή barcode, μία για μετρητή ενέργειας Modbus RTU,ένα για σειριακό εκτυπωτή χωρίς πρόσθετο υλικό.

Ε2: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των συνθηκών RS422 και RS485, και πώς επιλέγεται η λειτουργία;

Το RS422 είναι ένα τετρασύρματο full-duplex διαφορικό ιντερφάιζ ̇ χωριστά ζεύγη καλωδίων μετάδοσης και λήψης, επιτρέποντας ταυτόχρονη αμφίδρομη επικοινωνία.Υποστηρίζει συνδέσεις σημείο προς σημείο μέχρι 1200m και επιτρέπει τα πρωτόκολλα 3964 ((R) και RK512.

Το RS485 είναι μια διεπαφή διαφορικής διασύνδεσης δύο καλωδίων με μισό διπλέξο, ένα κοινό ζευγάρι λεωφορείων που εναλλάσσεται μεταξύ μετάδοσης και λήψης.

Υποστηρίζει διαμορφώσεις πολλαπλής πτώσης (πολλές συσκευές σε ένα τμήμα λεωφορείου) και Modbus RTU, αλλά δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει 3964 ((R) ή RK512.

Η λειτουργία επιλέγεται στη διαμόρφωση του CP 341 στο STEP 7 ∙ η φυσική καλωδίωση του 15-pin Sub-D συνδέσμου πρέπει να ταιριάζει με την επιλεγμένη λειτουργία (τέσσερα καλώδια για RS422, δύο καλώδια για RS485).

Ε3: Το δελτίο δεδομένων αναφέρει ταχύτητες μετάδοσης έως 115,2 kbit/s. Υποστηρίζει ο οδηγός Modbus RTU αυτή την ταχύτητα;

Το Modbus RTU μπορεί να λειτουργεί σε οποιοδήποτε τυπικό ρυθμό baud που υποστηρίζεται από το CP 341, συμπεριλαμβανομένων των 115,2 kbit/s.Η πρακτική ταχύτητα του λεωφορείου της Modbus RTU περιορίζεται συνήθως από τις δυνατότητες των συσκευών στο λεωφορείο, παλαιότερα VFD, παλαιότερα όργανα) υποστηρίζουν μόνο έως 19,2 ή 38,4 kbit/s.

Η διαμόρφωση CP 341 πρέπει να ρυθμίζεται σε ρυθμό baud που υποστηρίζεται από όλες τις συσκευές της λεωφορείας RS485.

Για τα δίκτυα RS485 με πολλαπλές στάσεις, θα πρέπει να επιλέγεται ο χαμηλότερος κοινός ρυθμός baud που υποστηρίζεται από όλες τις συνδεδεμένες συσκευές.

Ε4: Το CP 341 περιλαμβάνει οδηγούς Modbus στο τυποποιημένο πακέτο ή πρέπει να αγοράζονται ξεχωριστά;

Η τυποποιημένη παράδοση του 6ES7341-1CH02-0AE0 περιλαμβάνει το πακέτο διαμόρφωσης CD και τους ενσωματωμένους οδηγούς ASCII, 3964(R) και RK512.

Το Modbus RTU δεν περιλαμβάνεται ∙ απαιτεί ξεχωριστά αγορασμένο φορτώσιμο λογισμικό οδηγού: αριθμός καταλόγου 6ES7870-1AA01-0YA0 για το Modbus Master (RTU) και 6ES7870-1AB01-0YA0 για το Modbus Slave (RTU).

Αυτοί οι οδηγοί Modbus φορτώνονται στον CP 341 από το STEP 7 ως μέρος της διαδικασίας διαμόρφωσης υλικού.

Τόσο το Modbus όσο και οι τυποποιημένοι οδηγοί μπορούν να συνυπάρχουν στο ίδιο CP 341 αλλά μόνο ένα πρωτόκολλο είναι ενεργό κάθε φορά για οποιαδήποτε δεδομένη συνεδρία επικοινωνίας.

Ε: Η CP 341 διακόπτεται. Ποια είναι η τρέχουσα εναλλακτική λύση της Siemens για την RS485 σειριακή επικοινωνία σε ένα S7-300;

Η Siemens έχει διακόψει την παραγωγή της σειράς CP 341.Η σειριακή επικοινωνία τώρα χειρίζεται συνήθως από το CM PtP RS422/485 (μοντέλο επικοινωνίας SIMATIC ET 200M) όταν λειτουργεί σε κατανεμημένη διαμόρφωση.

Για νέα σχέδια μηχανών, η Siemens συνιστά τη μετανάστευση στην οικογένεια S7-1500 με τις μονάδες επικοινωνίας CM PtP (π.χ.6ES7541-1AB00-0AB0) που παρέχουν σειριακή επικοινωνία RS422/RS485 με τα τμήματα λειτουργίας CM PtP στην πύλη TIA.

Για τη συντήρηση των υφιστάμενων εγκαταστάσεων S7-300 CP 341, η ενότητα παραμένει διαθέσιμη μέσω της αγοράς βιομηχανικού πλεονάσματος,και η υπηρεσία της Siemens συνεχίζει να υποστηρίζει το CP 341 εντός του κύκλου ζωής του προϊόντος S7-300.