ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОБРАБОК 6ES7315-2EH14-0AB0 6ES7 315-2EH14-0AB0 6ES7315-2EH14-OABO

Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 | SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP — 384KB оперативной памяти, MPI/DP + PROFINET 2-портовый коммутатор, PROFIBUS DP Master/Slave, PROFINET IO Controller/Device

Обзор

Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 представляет собой CPU 315-2 PN/DP — процессор среднего уровня S7-300, который объединяет в одном модуле возможности PROFIBUS DP и PROFINET, что делает его естественным центром распределенной системы автоматизации, требующей одновременной работы в обеих средах.

Обладая 384 КБ оперативной памяти и скоростью выполнения операции над битом 0,05 микросекунды, он уверенно превосходит базовые процессоры S7-300 и справляется со сложностью логики, типичной для автоматизации машин среднего масштаба, без дополнительных затрат на оборудование, как у процессоров более высокого класса CPU 317 или CPU 319.

Отличительной особенностью аппаратной ревизии -2EH14 является архитектура с двумя интерфейсами: один интерфейс обеспечивает связь PROFIBUS DP и MPI (подключение к приводам, стойкам распределенного ввода-вывода и устройствам программирования через существующую полевую шину), а второй интерфейс обеспечивает PROFINET через Ethernet со встроенным двухпортовым коммутатором.

Этот коммутатор не является косметической деталью — он позволяет процессору участвовать в кольцевой топологии PROFINET или топологии «цепочка» без необходимости использования внешнего коммутатора Ethernet, сокращая количество аппаратных компонентов в шкафу.

Два устройства могут быть подключены непосредственно к портам PROFINET процессора; одно соединение идет вверх к мастеру PROFINET или инженерной рабочей станции, а другое продолжается вниз к следующему устройству в цепочке.

Одновременное использование PROFIBUS DP и PROFINET для различных частей одной и той же установки является основным сценарием использования этого процессора.

Типичная установка может использовать PROFIBUS DP (через интерфейс 1) для связи с существующими приводами и старыми модулями распределенного ввода-вывода, предшествующими PROFINET, в то время как PROFINET (через интерфейс 2) используется для новых станций удаленного ввода-вывода ET 200SP, приводов с поддержкой PROFINET, таких как SINAMICS G120, а также для программирования и подключения HMI через сеть Ethernet предприятия.

Ключевые характеристики

PROFIBUS DP Master и Slave — Двойные роли на одном интерфейсе

Интерфейс 1 процессора 315-2 PN/DP поддерживает как MPI, так и PROFIBUS DP, а режим PROFIBUS DP может работать в двух различных ролях, которые могут сосуществовать в дизайне системы:

DP Master: Процессор инициирует цикличный обмен данными с до 124 ведомыми устройствами PROFIBUS DP — модулями ввода-вывода (ET 200M, ET 200S, ET 200B), приводами (SINAMICS, SIMODRIVE, сторонние инверторы), приборами и любыми другими ведомыми устройствами PROFIBUS DP.

В качестве мастера процессор управляет временем шины, назначает адреса и циклически считывает данные процесса каждого ведомого устройства в каждом цикле шины DP.

Максимальная скорость передачи данных PROFIBUS составляет 12 Мбит/с.

DP Slave (распределенный интеллект): Процессор может одновременно выступать в качестве ведомого устройства PROFIBUS DP для мастера более высокого уровня. В этой конфигурации часть памяти ввода-вывода процессора отображается как интерфейс ведомого устройства DP — мастер-контроллер считывает и записывает эти области памяти для управления процессором и получения отчетов о состоянии, в то время как процессор независимо выполняет свою собственную программу.

Это модель "распределенного интеллекта": несколько интеллектуальных узлов процессора в производственной линии, каждый из которых управляет своим участком оборудования, координируемым управляющим мастером через интерфейсы ведомого устройства PROFIBUS DP.

PROFINET IO Controller и IO Device — Оба одновременно

Интерфейс PROFINET также поддерживает обе роли: мастер (IO Controller) и ведомое устройство (IO Device):

IO Controller: Процессор управляет устройствами PROFINET IO — станциями распределенного ввода-вывода, модулями безопасности ввода-вывода, приводами с поддержкой PROFINET — обмениваясь циклическими данными процесса.

IO Controller распределяет данные ввода-вывода в образ процесса процессора для использования в программе управления.

IO Device (разделяемое устройство): Процессор также отображается как устройство PROFINET IO для другого IO Controller, с определенной областью собственной памяти, отображаемой как интерфейс IO Device. Это позволяет использовать иерархические архитектуры управления, где управляющий PROFINET IO Controller координирует несколько процессоров, каждый из которых также управляет своим собственным локальным вводом-выводом и приводами в качестве IO Controller.

Функция разделяемого устройства требует, чтобы процессор имел версию прошивки V5.3 или новее.

Архитектура памяти и карта Micro Memory Card

Процессор 315-2 PN/DP хранит свою исполняемую программу в оперативной памяти (384 КБ встроенной ОЗУ) и свою сохраненную программу в памяти загрузки.

Память загрузки на этом процессоре обеспечивается исключительно картой Micro Memory Card (MMC) — проприетарной картой флэш-памяти Siemens, которая вставляется в специальный слот MMC на передней панели процессора. MMC не входит в комплект поставки процессора и должна заказываться отдельно.

MMC выполняет три функции: она хранит пользовательскую программу, которая копируется в оперативную память при включении питания; она содержит прошивку процессора для обновлений оборудования; и она служит носителем для сохранения данных — данные, сохраненные на MMC (через функции сохранения STEP 7 или явные операции сохранения данных S7), сохраняются при отключении питания без необходимости использования батареи.

По умолчанию процессор не имеет батареи, что означает, что поведение сохраняемых данных зависит от MMC для энергонезависимого хранения.

Размеры MMC варьируются от 64 КБ до 8 МБ, и подходящий размер зависит от длины пользовательской программы и любых требований к хранению данных.

Процессору 315-2 PN/DP, выполняющему сложную программу многоосевой машины с большими блоками данных, может потребоваться MMC объемом 512 КБ или 2 МБ.

Языки программирования и инструментарий STEP 7

Процессор 315-2 PN/DP конфигурируется и программируется с использованием SIMATIC STEP 7 Professional (Classic) или TIA Portal V13 и более поздних версий.

Поддерживаются все стандартные языки программирования IEC 61131-3:

LAD (Ladder Diagram) и FBD (Function Block Diagram) являются графическими языками для программирования дискретной логики, оба знакомы инженерам с опытом работы с электрическими схемами.

STL (Statement List) является текстовым низкоуровневым языком, который компилируется в наиболее эффективный исполняемый код для критичных по времени подпрограмм.

SCL (Structured Control Language) является высокоуровневым языком на основе Pascal для сложных арифметических операций и алгоритмов.

CFC (Continuous Function Chart) предоставляет графическую среду программирования на основе соединений, подходящую для непрерывного управления и координации приводов.

GRAPH поддерживает программирование с использованием последовательностных функциональных диаграмм для пошаговых последовательностей работы машин с условиями перехода.

Процессор также поддерживает защиту блоков (шифрование) через S7 block privacy, которая позволяет разработчикам программ распространять блоки FB/FC/DB в зашифрованном виде — они выполняются на процессоре, но не могут быть прочитаны конечным пользователем, что защищает проприетарные алгоритмы управления.

FAQ

В1: Процессору требуется карта Micro Memory Card. Какой размер MMC подходит для типичных приложений?

Размер MMC зависит в первую очередь от размера пользовательской программы и от того, планируется ли хранение данных на карте. MMC объемом 128 КБ подходит для типичных программ машин в диапазоне 50–80 КБ. Программы с большими блоками данных, обширными библиотеками функций или коллекциями OB/FC/FB для координации многоосевых систем могут потребовать 512 КБ или более.

Размер MMC не влияет на скорость выполнения программы — оперативная память (384 КБ) ограничивает размер программы во время выполнения, а не MMC. В случае сомнений, MMC объемом 2 МБ или 4 МБ обеспечивает достаточный запас для роста программы без дополнительных затрат, поскольку разница в цене незначительна.

В2: Может ли CPU 315-2 PN/DP заменить CPU 315-2 DP (без PROFINET) в существующей системе?

Да, с учетом аппаратных особенностей. CPU 315-2 PN/DP физически устанавливается в тот же слот рейки S7-300, что и другие варианты CPU 315.

Функция мастера PROFIBUS DP на интерфейсе 1 совместима — существующие конфигурации PROFIBUS DP из замененного процессора могут быть импортированы. Интерфейс PROFINET 2 является дополнительным и не конфликтует с конфигурацией PROFIBUS. Основная проверка совместимости касается версии прошивки и версии STEP 7: -2EH14 требует STEP 7 V5.5 SP4 или новее для полной функциональности. 

Следует оценить существующую MMC из замененного процессора — если она содержит совместимую версию прошивки и пользовательская программа помещается, ее можно перенести; в противном случае рекомендуется новая MMC.

В3: Сколько устройств PROFINET IO может управлять CPU 315-2 PN/DP в качестве IO Controller?

Точное максимальное количество устройств PROFINET IO на IO Controller определяется версией прошивки процессора и общим объемом циклических данных ввода-вывода.

CPU 315-2 PN/DP поддерживает до 16 активных соединений по всем протоколам одновременно (включая TCP/IP, ISO-on-TCP и UDP). Соединения PROFINET IO потребляют из этого пула.

На практике установки с 10–20 устройствами PROFINET IO (станции ET 200SP, приводы) находятся в пределах возможностей процессора при правильном планировании соединений. Для установок, требующих большего количества узлов PROFINET IO, следует рассмотреть CPU 319-3 PN/DP.

В4: Процессор имеет встроенный веб-сервер. Какую информацию он предоставляет?

Встроенный веб-сервер предоставляет доступный через браузер диагностический интерфейс, который отображает состояние процессора (режим работы, время цикла сканирования, версию прошивки), диагностику модулей стойки S7-300 и ее модулей ввода-вывода, а также активные коммуникационные соединения.

Пользовательские веб-страницы могут быть развернуты на веб-сервере через STEP 7 для отображения значений процесса, состояний тревог или производственных данных в браузере без необходимости использования специального оборудования HMI.

Доступ к веб-серверу осуществляется через IP-адрес интерфейса PROFINET и не требует установки дополнительного программного обеспечения на подключающийся ПК, кроме стандартного веб-браузера.

В5: В чем разница между -0AB0 и потенциальными более ранними аппаратными ревизиями CPU 315-2 PN/DP?

Siemens использует буквы аппаратной ревизии (последняя часть номера заказа, например, -0AB0) для отслеживания инженерных изменений в физическом оборудовании при сохранении полной совместимости программного обеспечения.

Ревизия -0AB0 процессора 315-2 PN/DP включает обновления на уровне компонентов по сравнению с более ранними ревизиями.

С точки зрения пользователя, все аппаратные ревизии CPU 315-2 PN/DP функционально идентичны и программно совместимы — один и тот же проект STEP 7 работает на любой аппаратной ревизии.

Siemens документирует аппаратные изменения в системе уведомлений об изменениях продукта (PCN), но эти изменения не влияют на конфигурацию или программу пользователя.