Siemens S7 300 baru 6ES7312-1AE14-0AB0 6ES73121AE140AB0 6ES7312-1AE14-OABO

Siemens 6ES7312-1AE14-0AB0∙ SIMATIC S7-300 CPU 312 ′′ Central Processing Unit, MPI Interface, 32KB Work Memory, Integrated 24VDC Supply, 0.1μs Bit Processing, 40×125×130mm

Gambaran umum

PeraturanSiemens 6ES7312-1AE14-0AB0adalah CPU 312 ′′ CPU entry-level standard (non-compact) dari keluarga SIMATIC S7-300.

Pada paling sempitnya, 40mm dan 270g, itu adalah salah satu CPU S7-300 yang paling kompak secara fisik sambil memberikan set instruksi S7-300 lengkap, antarmuka komunikasi MPI standar,dan kinerja pemrosesan yang cukup untuk sebagian besar tugas kontrol mesin kecil hingga menengah dan otomatisasi proses.

Memahami di mana CPU 312 cocok membutuhkan pemahaman struktur rangkaian CPU S7-300.

Keluarga membentang dari CPU kompak (seperti CPU 312C, yang telah terintegrasi digital I / O) ke CPU standar (seperti CPU 312 ini, tanpa I / O terintegrasi tetapi fleksibilitas modular penuh),ke CPU yang lebih kuat (CPU 314, 315, 317) dengan memori yang lebih besar dan antarmuka DP PROFIBUS terintegrasi.

The CPU 312 is the starting point of the standard CPU range — the choice when the task requires the modularity and engineering flexibility of the standard CPU architecture but does not require the larger memory, kemampuan multi-rack, atau antarmuka tambahan dari model CPU yang lebih tinggi.

Memori kerja 32KB adalah kendala utama CPU 312, dan mendefinisikan aplikasi yang cocok untuknya.

Pada 32KB, CPU 312 dapat mengakomodasi program STEP 7 kecil hingga menengah ∙ yang memiliki hingga beberapa ratus blok program, logika kontrol PLC standar, pengolahan data dasar,dan persyaratan komunikasi yang moderat.

Tidak cocok untuk program yang mengelola tabel resep besar, buffer historis yang luas, atau algoritma matematika yang kompleks yang menghasilkan kode objek besar.CPU 314 (64KB), CPU 315-2 DP (256KB), atau CPU 317-2 DP (1MB) adalah pilihan yang tepat.

Spesifikasi Utama

0.1 μs Pengolahan biner Apa artinya untuk waktu siklus

0.1 μs per instruksi biner CPU 312 adalah metrik kecepatan eksekusi dasar prosesor.aritmatika, dan biaya komunikasi di atas.

Sebuah program dengan 1.000 instruksi biner memiliki waktu eksekusi instruksi mentah 0.1ms ¢ tetapi total waktu siklus lebih lama karena sistem operasi S7-300 menambahkan pembaruan gambar proses (membaca semua input, menulis semua output), pemrosesan komunikasi, dan overhead pengujian diri untuk setiap siklus.

Untuk CPU 312 yang menjalankan program berukuran sedang di stasiun rack tunggal dengan modul digital dan analog standar S7-300, waktu siklus khas berada dalam kisaran 5 ∼ 15 ms tergantung pada ukuran program,Jumlah modul aktif, dan lalu lintas komunikasi pada antarmuka MPI. Untuk aplikasi kontrol mesin, CPU 312 menargetkanproses batch sederhana waktu siklus 5 15ms sepenuhnya memadai.

Proses suhu loop, tekanan regulasi, dan variabel proses dinamis lambat lainnya berubah pada skala waktu dari detik hingga menit,membuat waktu siklus pemindaian PLC tidak relevan dengan kinerja loop (yang didominasi oleh waktu respons pemancar dan dinamika katup).

Hanya proses mekanis cepat (pengelompokan kecepatan tinggi, kontrol pers, operasi cepat pick-and-place) yang membutuhkan waktu siklus PLC di bawah 5 ms,dan aplikasi tersebut dilayani oleh CPU berkinerja tinggi dengan memori yang jauh lebih besar dan kemampuan pemrosesan gangguan khusus, bukan CPU 312.

Kartu Memory Mikro ∙ Program Storage Tanpa Baterai

The CPU 312 requires a Micro Memory Card (MMC) for programme storage — the flash-based card that serves simultaneously as load memory (storing the complete programme that is downloaded from STEP 7) and as the persistent storage mechanism that eliminates the need for a backup battery. Setiap kali CPU 312 menyala, ia membaca program dari MMC ke RAM kerja dan mulai eksekusi.dengan Siemens yang menentukan penyimpanan data minimal 10 tahun pada MMC.

Operasi bebas baterai ini merupakan keuntungan pemeliharaan yang nyata dibandingkan dengan generasi CPU yang lebih tua yang membutuhkan penggantian baterai secara teratur untuk melestarikan program melalui kegagalan listrik. A discharged or failed backup battery in an older S7-300 or S5 CPU resulted in complete programme loss at the next power interruption — a service event that could require hours of programme reload and system restart in a production environment.

Arsitektur MMC menghilangkan mode kegagalan ini sepenuhnya. MMC adalah cadangan ?? menghapus MMC dari CPU yang sedang berjalan menjaga program tetap utuh di kartu,yang dapat dibawa ke terminal pemrograman untuk backup atau ke CPU pengganti untuk pra-loading.

Soket layanan 6 karakter di bagian depan CPU 312 menerima MMC S7-300 standar (SIMATIC Micro Memory Cards, keluarga 6ES7953-8LXXX-0AA0) dalam kapasitas dari 64KB hingga 8MB.

MPI Interface Kemampuan dan keterbatasan

CPU 312 menyediakan antarmuka MPI tunggal tidak ada PROFIBUS DP, tidak ada PROFINET, tidak ada Ethernet terintegrasi.

Pembatasan antarmuka ini adalah kriteria seleksi yang paling penting: jika aplikasi membutuhkan CPU untuk bertindak sebagai master PROFIBUS DP (mengontrol stasiun I/O jarak jauh, drive,atau instrumen pada jaringan PROFIBUS), CPU 312 bukanlah pilihan yang tepat. CPU dengan antarmuka DP PROFIBUS terintegrasi (CPU 315-2 DP, CPU 317-2 DP) atau penambahan prosesor komunikasi CP 342-5 diperlukan.

Apa yang disediakan antarmuka MPI adalah:

Program akses terminal:Stasiun kerja STEP 7 terhubung ke CPU melalui adaptor PC (6ES7972-0CB20-0XA0 atau setara USB) melalui port MPI untuk unduhan program, pemantauan online, dan diagnostik.

Koneksi HMI:Siemens OP dan TP operator panel terhubung melalui MPI untuk menampilkan data proses dan menerima input operator.

Komunikasi PLC ke PLC:Beberapa CPU S7-300 dapat berbagi jaringan MPI dan bertukar data melalui komunikasi dasar S7 (SFC 65/66 untuk data global) atau komunikasi S7 (SFB 8/9 BSEND/BRCV atau SFB 12/13 BSEND/BRCV),memungkinkan koordinasi multi-kontroler sederhana tanpa PROFIBUS.

Data global:Up to 4 global data circles can be defined for cyclic data exchange between S7 controllers on the same MPI network — a simple mechanism for sharing status variables between PLCs without explicit communication programming.

Batas 6 koneksi CPU 312 (total koneksi PG, OP, dan S7) membatasi jumlah peserta jaringan MPI yang aktif secara bersamaan.

Di sebuah stasiun dengan satu terminal pemrograman, satu panel HMI, dan satu link komunikasi S7, batas koneksi sudah hampir tercapai.

Struktur Program dan Jenis Blok

CPU 312 mendukung struktur program berbasis blok STEP 7 penuh dalam batas total 1.024 bloknya.

Jenis blok adalah:

OB (Blok Organisasi):Antarmuka antara sistem operasi dan program pengguna. OB1 adalah program siklus utama. OB35 adalah gangguan siklus (100ms default). OB40 adalah gangguan perangkat keras dari modul.OB82 adalah gangguan diagnostik.

OB100 adalah OB startup. OB adalah titik masuk yang ditentukan melalui mana sistem operasi S7-300 memanggil kode pengguna sebagai tanggapan terhadap peristiwa.

FB (Blok Fungsi) dan FC (Fungsi):Modul program yang dapat digunakan kembali yang dibuat oleh pengguna. FB memiliki blok data instance yang terkait yang menyimpan variabel statis FB; FC adalah fungsi stateless.

Keduanya dapat dipanggil dari OB atau dari FB/FC lainnya untuk membuat hirarki program terstruktur.

DB (Blok Data):Daerah penyimpanan data ️ blok data bersama untuk variabel di seluruh pabrik, blok data instance untuk FB, dan penyimpanan data retentive.

Dalam memori kerja 32KB, semua OB + FB + FC + DB dikombinasikan harus sesuai dalam 32KB.

Insinyur S7-300 yang berpengalaman akrab dengan manajemen anggaran memori. Menu STEP 7 Online menyediakan penggunaan memori kerja secara real-time.dan target ukuran program harus ditetapkan pada awal proyek untuk menghindari menemukan batas 32KB di akhir pengembangan.

FAQ

Q1: CPU 312 tidak memiliki antarmuka DP PROFIBUS. Bagaimana bisa berkomunikasi dengan perangkat lapangan PROFIBUS jika aplikasi membutuhkannya?

Pendekatan standar untuk menambahkan kemampuan master DP PROFIBUS ke sistem CPU 312 adalah dengan memasang modul prosesor komunikasi CP 342-5 (6GK7342-5DA02-0XE0) di rak S7-300.

CP 342-5 menyediakan antarmuka master PROFIBUS DP lengkap dan beroperasi secara independen dari port MPI CPU 312.CP 342-5 bertukar data dengan CPU melalui backplane S7-300, dan programmer menggunakan panggilan fungsi (FC1 DP_SEND dan FC2 DP_RECV dari perpustakaan fungsi CP 342-5) untuk mentransfer data antara blok data CPU 312 dan gambar I/O PROFIBUS CP 342-5.

Pendekatan ini mengkonsumsi salah satu CPU 312 yang berharga 8 slot modul, and the additional cost of the CP 342-5 (which exceeds the CPU 312 itself in list price) often makes it more economical to upgrade to a CPU 315-2 DP (which has PROFIBUS DP integrated) rather than adding the CP to a CPU 312 systemPendekatan CP 342-5 cocok untuk instalasi CPU 312 yang ada di mana menambahkan kemampuan PROFIBUS diperlukan tetapi penggantian CPU penuh tidak dibenarkan.

P2: Berapa jumlah maksimum titik I/O analog dan digital yang dapat diproses oleh CPU 312 dalam satu stasiun, dan apakah ini dibatasi oleh memori kerja atau oleh perangkat keras?

Batas perangkat keras lebih membatasi dari batas memori untuk CPU 312.

Ukuran gambar proses 128 byte untuk input dan 128 byte untuk output menentukan maksimum I / O yang dapat dihubungi: 128 byte × 8 bit = 1,024 input digital (I 0.0 hingga I 127.7) dan 1,024 output digital (Q 0.0 sampai Q 127.7), atau campuran analog dan digital yang setara dalam kisaran byte yang sama.

Batas perangkat keras adalah jumlah slot modul: 8 slot di rak pusat + 8 slot di rak ekspansi tunggal yang diizinkan = 16 total posisi modul.16 modul menyediakan 32 byte digital I / O dalam batas gambar proses.

Dengan modul analog 8-saluran pada 16 byte masing-masing (8 saluran × 2 byte per kata analog), 16 modul analog akan mengkonsumsi 256 byte melebihi batas gambar proses.pemasangan campuran modul digital dan analog di stasiun 16 slot tidak memiliki kesulitan untuk masuk ke dalam batas gambar proses 128 byte.

Memori kerja 32KB membatasi kompleksitas program tetapi jarang I / O alamat untuk skala instalasi yang ditujukan oleh CPU 312.

P3: Apa yang terjadi pada data penyimpanan blok data ketika CPU 312 kehilangan daya, dan apa peran kartu memori mikro dalam penyimpanan data?

Dalam arsitektur memori CPU 312, RAM kerja (32KB) adalah memori eksekusi aktif yang menyimpan program yang sedang berjalan dan semua nilai variabel saat ini.kehilangan isinya ketika daya dihapus.

Kartu memori mikro adalah memori flash non-volatile dan hanya menyimpan salinan memori program.isi blok data bahkan jika ditandai sebagai retentive dalam sifat blok data STEP 7 tidak disimpan secara otomatis ke MMC selama operasi.

Data retensif di CPU 312 dipertahankan melalui gangguan daya singkat oleh sirkuit yang didukung kondensator di CPU (kondensator internal yang sama yang mempertahankan jam CPU selama kehilangan daya),tapi kapasitor ini menyimpan data hanya untuk waktu yang terbatas (biasanya jam pada suhu kamar).

Untuk aplikasi di mana data harus bertahan dari pemadaman listrik yang diperpanjang, penghitung produksi, nomor ID batch,total terakumulasi program harus secara berkala menulis nilai-nilai ini ke blok data non-mempertahankan dan menyalin seluruh blok data ke MMC menggunakan SFC 84 (WRIT_DBL, Tulis Blok Data untuk memuat Memory).

Pada saat startup, OB100 membaca blok data dari MMC menggunakan SFC 82 (CREA_DBL atau serupa).Prosedur menulis / membaca MMC eksplisit ini memberikan penyimpanan nonvolatile sejati dengan biaya rutinitas startup / shutdown yang sedikit lebih lama.

T4: Bisakah CPU 312 diprogram dengan TIA Portal, atau apakah STEP 7 V5.x diperlukan?

Utamanya STEP 7 V5.5 SP1 atau lebih baru (klasik STEP 7, bukan TIA Portal) adalah lingkungan pemrograman asli untuk CPU 312.

TIA Portal does not include native support for the S7-300 CPU 312 in its standard product configuration — TIA Portal's S7-300 support covers specific CPU models that Siemens has explicitly included in the TIA Portal S7-300 library, dan CPU 312 yang lebih tua (terutama versi perangkat keras 1AE14) mungkin tidak didukung sepenuhnya.

Beberapa insinyur telah menggunakan TIA Portal dengan dukungan perangkat lama S7-300 melalui file HSP (Hardware Support Package) yang tersedia dari Siemens Industry Online Support,tapi pendekatan ini harus diverifikasi terhadap versi khusus TIA Portal dan versi firmware CPU 312 sebelum berkomitmen untuk proyek produksi.

Untuk proyek baru di mana Portal TIA adalah lingkungan teknik yang diperlukan,Siemens merekomendasikan memilih CPU S7-300 dari kisaran yang secara eksplisit didukung di TIA Portal (seperti CPU 315-2 PN/DP atau CPU 317-2 DP dalam versi firmware yang lebih baru) atau bermigrasi ke platform S7-1500, yang merupakan target utama TIA Portal.

P5: Apa jalur migrasi yang direkomendasikan dari CPU 312 ke platform Siemens saat ini, dan seberapa kompleksnya migrasi?

Rekomendasi resmi Siemens untuk bermigrasi dari S7-300 ke platform SIMATIC S7-1500.instalasi rak tunggal : menyediakan memori kerja yang jauh lebih banyak (150KB), PROFINET IO terintegrasi, pemrosesan yang lebih cepat (48ns biner), dan rekayasa Portal TIA.

Upaya migrasi tidak sepele:Program STEP 7 harus direstrukturisasi dan ditulis ulang untuk Portal TIA (tidak ada konversi kode otomatis yang ada), meskipun set instruksi sebagian besar kompatibel di tingkat bahasa).

Hardware I/O harus didesain ulang (modul S7-300 tidak kompatibel dengan S7-1500), dan setiap HMI yang terhubung ke MPI harus diganti atau diperbarui ke konektivitas PROFINET atau Ethernet.

Untuk situs yang tidak mampu investasi rekayasa migrasi penuh, mempertahankan CPU 312 yang ada pada STEP 7 V5.x dengan suku cadang adalah strategi jangka panjang yang layak Siemens berkomitmen untuk 10 tahun ketersediaan suku cadang setelah penghentian (hingga sekitar 2033), dan basis sistem S7-300 yang terpasang cukup besar untuk mempertahankan pasar sekunder untuk perangkat keras dan keahlian dukungan jauh melampaui jangka waktu itu.