CPU KOMPAK DENGAN MPI 6ES7312-5BF04-0AB0 6ES7 312-5BF04-0AB0 6ES7312-5BFO4-OABO

Siemens 6ES7312-5BF04-0AB0 | SIMATIC S7-300 CPU 312C — CPU Kompak dengan MPI, 10 DI / 6 DQ, 2 Pencacah Kecepatan Tinggi 10kHz, Memori Kerja 64KB, 24VDC, 80×125×130mm

Gambaran Umum

The Siemens 6ES7312-5BF04-0AB0 adalah SIMATIC S7-300 CPU 312C — solusi PLC kompak Siemens yang menggabungkan prosesor PLC, I/O digital terintegrasi, input pencacah kecepatan tinggi, dan input catu daya dalam satu modul selebar 80mm.

Bagi perancang mesin yang membangun panel kontrol hemat biaya di mana ruang panel terbatas dan jumlah I/O tidak banyak, 312C mengubah kalkulus arsitektur sistem. Alih-alih modul CPU ditambah modul input digital terpisah ditambah modul output digital terpisah, tiga modul menyusut menjadi satu.

Upaya pengkabelan menyusut, ruang rel pemasangan menyusut, dan biaya sistem menyusut.

Huruf "C" pada CPU 312C adalah kuncinya — itu singkatan dari Compact, membedakan seri ini dari CPU S7-300 standar (non-terintegrasi) yang tidak memiliki I/O bawaan. Semua CPU S7-300 seri C mengikuti pendekatan yang sama: kemampuan prosesor yang disesuaikan dengan skala aplikasi, dengan I/O terintegrasi yang cukup untuk menangani koneksi langsung yang paling umum tanpa memerlukan modul tambahan.

Pelengkap I/O 10+6 pada 312C mencakup kebutuhan mesin kecil dengan beberapa sensor, tombol tekan, sakelar batas, dan aktuator digital — semuanya terhubung langsung ke modul CPU itu sendiri — sementara antarmuka MPI dan kemampuan untuk memperluas dengan modul sinyal tambahan menangani apa pun yang lebih kompleks.

Dua input pencacah kecepatan tinggi memperluas jangkauan praktis 312C ke aplikasi yang tidak dapat dilayani oleh input digital biasa.

Output pulsa dari encoder, sakelar kedekatan yang menghitung siklus mesin, pengukur aliran yang menghasilkan rangkaian pulsa — semuanya menghasilkan sinyal yang beralih terlalu cepat untuk filter input normal 100ms dan siklus pemindaian CPU untuk ditangkap secara akurat.

Input HSC pada 312C beroperasi secara independen dari siklus pemindaian hingga 10kHz, menghitung pulsa secara akurat terlepas dari waktu eksekusi program PLC.

Spesifikasi Utama

Kartu Memori Mikro — Penyimpanan Program yang Tidak Dapat Ditawar

CPU 312C memerlukan Kartu Memori Mikro (MMC) untuk penyimpanan program, dan persyaratan ini tidak opsional. Berbeda dengan CPU S7-300 lama yang memiliki EPROM terintegrasi atau RAM yang didukung baterai untuk retensi program, CPU 312C dan semua CPU S7-300 generasi selanjutnya menyimpan program mereka di Kartu Memori Mikro — kartu kecil berbasis Flash yang dimasukkan ke panel depan CPU.

MMC melayani dua fungsi: ia menyimpan program pengguna (struktur STEP 7 OB/FC/FB/DB) secara persisten tanpa memerlukan cadangan baterai, dan ia membawa firmware CPU (sistem operasi).

Ketika daya diterapkan ke CPU 312C yang berisi MMC dengan program yang valid, CPU menyalin program dari MMC ke memori kerja dan memulai eksekusi — tidak perlu baterai, tidak perlu memuat dari perangkat pemrograman setelah unduhan program awal.

Implikasi operasionalnya signifikan.

MMC dengan program lengkap dapat dipindahkan dari CPU yang sedang berjalan ke CPU pengganti yang identik, dan pengganti mengambil alih program tanpa langkah pemrograman tambahan. Bagi pembuat mesin yang mengirimkan banyak mesin identik, ini berarti satu salinan MMC berfungsi sebagai cadangan untuk seluruh armada — jika CPU gagal di lapangan, pengganti dimuat sebelumnya dari MMC cadangan dalam hitungan menit.

MMC tidak disertakan dengan CPU 312C dan harus dipesan secara terpisah. Kapasitas umum adalah 64KB, 128KB, 512KB, 2MB, dan 4MB — kartu 64KB mencakup program kecil, sementara kartu yang lebih besar memungkinkan penyimpanan data tambahan seperti resep, tren historis, dan dokumentasi.

Pencacah Kecepatan Tinggi — Melampaui Siklus Pemindaian Normal

Dua input pencacah kecepatan tinggi terintegrasi pada CPU 312C menggunakan pencacah perangkat keras khusus yang beroperasi secara asinkron terhadap siklus pemindaian PLC. Penghitungan perangkat keras ini memastikan bahwa tidak ada pulsa yang terlewat terlepas dari seberapa sibuk eksekusi program CPU pada saat itu — persyaratan penting untuk pengukuran panjang berbasis encoder, penghitungan batch, dan pengukuran aliran.

Pada frekuensi maksimum 10kHz, input HSC dapat menghitung pulsa yang tiba setiap 100 mikrodetik.

Ini sesuai, misalnya, dengan encoder yang menghasilkan 10.000 pulsa per putaran pada poros yang berjalan pada 60 RPM — spesifikasi yang masuk akal untuk roda pengukur atau encoder posisi pada konveyor yang bergerak lambat.

Untuk poros yang lebih cepat atau encoder resolusi lebih tinggi, batas 10kHz menjadi kendala dan pencacah yang lebih cepat (tersedia dalam modul fungsi seperti FM 350) akan diperlukan.

Pencacah dapat beroperasi dalam beberapa mode yang dapat dikonfigurasi melalui STEP 7: penghitungan naik sederhana (mengakumulasi pulsa dari suatu peristiwa), penghitungan naik/turun (dikendalikan arah oleh input kedua), pengukuran frekuensi (menghitung pulsa selama waktu gerbang yang ditentukan dan melaporkan frekuensi), dan pengukuran periode. Setiap mode melayani aplikasi pengukuran yang berbeda.

Antarmuka MPI — Pemrograman dan Jaringan

MPI (Multi-Point Interface) pada CPU 312C adalah antarmuka komunikasi yang hemat biaya namun mampu yang menangani kebutuhan jaringan penting CPU:

Akses pemrograman: Terminal pemrograman STEP 7 terhubung ke port MPI CPU melalui adaptor PC (USB atau RS232) untuk unduhan program, unggah, pemantauan online, dan diagnostik. Ini adalah penggunaan port MPI yang paling dasar dan universal.

Koneksi HMI: Perangkat HMI Siemens OP (Operator Panel) dan TP (Touch Panel) terhubung ke CPU 312C melalui MPI untuk menampilkan data proses dan menerima input operator. Koneksi MPI lebih sederhana dan lebih murah daripada PROFIBUS untuk koneksi HMI-ke-CPU tunggal.

Komunikasi PLC-ke-PLC: Beberapa PLC S7-300 atau S7-400 dapat berbagi jaringan MPI, bertukar data melalui komunikasi S7 (layanan PUT/GET).

Ini adalah alternatif untuk PROFIBUS untuk jaringan kecil di mana kecepatan lebih tinggi dan jumlah node yang lebih besar dari PROFIBUS tidak diperlukan.

Antarmuka MPI tidak mendukung operasi master atau slave PROFIBUS DP — untuk konektivitas PROFIBUS, CPU 312C akan memerlukan modul prosesor komunikasi CP 342-5 tambahan.

Ini adalah perbedaan yang berarti saat menentukan sistem: jika koneksi slave PROFIBUS DP ke pengontrol tingkat yang lebih tinggi diperlukan, antarmuka MPI-saja pada CPU 312C harus dilengkapi.

FAQ

Q1: CPU 312C memiliki 10 input digital dan 6 output digital bawaan. Bisakah lebih banyak I/O ditambahkan, dan bagaimana caranya?

Ya. I/O terintegrasi dilengkapi dengan memasang modul sinyal S7-300 (seri SM) pada rel pemasangan yang sama dengan CPU.

Modul sinyal digital dan analog S7-300 standar — input digital SM 321, output digital SM 322, DI/DQ gabungan SM 323, I/O analog SM 331/332 — semuanya terhubung ke CPU melalui bus backplane S7-300. CPU 312C mendukung satu rak ekspansi melalui pasangan modul antarmuka IM 365 jika ruang rel pemasangan tambahan diperlukan. 

Kapasitas I/O total sistem dibatasi oleh jumlah slot modul yang tersedia dan rentang pengalamatan I/O CPU.

Q2: Apa perbedaan antara CPU 312C dan CPU 312 (non-kompak), dan kapan masing-masing harus dipilih?

CPU 312 (non-kompak) tidak memiliki I/O terintegrasi — ini adalah modul CPU murni yang hanya menyediakan antarmuka MPI dan koneksi ke modul sinyal pada backplane. Keunggulannya adalah fleksibilitas: setiap slot dapat ditugaskan secara bebas ke jenis modul yang diperlukan, tanpa I/O tetap.

CPU 312C mencakup 10 DI dan 6 DQ serta dua HSC, yang selalu ada.

Jika mesin membutuhkan tepat atau sekitar 10 DI dan 6 DQ ditambah pencacah kecepatan tinggi, 312C menyediakan itu tanpa memerlukan modul tambahan. 

Jika mesin terutama membutuhkan I/O analog atau rasio DI/DQ yang sangat berbeda, I/O tetap pada 312C memberikan fleksibilitas yang lebih sedikit, dan CPU non-kompak dengan modul sinyal yang dipilih secara bebas mungkin merupakan konfigurasi yang lebih baik.

Q3: Bisakah output digital CPU 312C secara langsung menggerakkan kontaktor koil 24VDC dan katup solenoid?

Output digital terintegrasi CPU 312C adalah tipe transistor 24VDC, diberi peringkat untuk beban 24VDC. Setiap output dapat menyuplai arus yang diperlukan untuk menggerakkan koil relai 24VDC standar (biasanya 50–200mA) dan pilot katup solenoid 24VDC (100–300mA) secara langsung, asalkan arus beban per output berada dalam peringkat yang ditentukan.

Untuk beban yang lebih besar (kontaktor motor utama dengan koil 24V, solenoid yang lebih besar) atau beban AC (koil yang dioperasikan pada 230VAC), relai perantara harus digunakan. 

Arus output CPU per saluran dan arus modul total harus diverifikasi terhadap beban yang terhubung selama fase desain.

Q4: Apakah CPU 312C mendukung PROFIBUS DP, dan jika ya, dalam peran apa?

Antarmuka MPI CPU 312C tidak mendukung PROFIBUS DP. Jika konektivitas PROFIBUS DP diperlukan — baik agar CPU bertindak sebagai master DP yang mengontrol I/O jarak jauh, atau agar CPU bertindak sebagai slave DP yang terhubung ke pengontrol tingkat yang lebih tinggi — modul prosesor komunikasi eksternal (CP 342-5 untuk master DP, atau CP 342-5 FO untuk PROFIBUS serat optik) harus dipasang di rel pemasangan di samping CPU.

Untuk desain baru di mana konektivitas PROFIBUS adalah persyaratan, CPU dengan antarmuka PROFIBUS DP terintegrasi (seperti CPU 314C-2 DP) menghindari kebutuhan akan modul CP tambahan.

Q5: Apa jalur migrasi yang direkomendasikan dari CPU 312C ke platform Siemens saat ini?

Siemens merekomendasikan seri SIMATIC S7-1500 sebagai platform penerus untuk S7-300, termasuk varian CPU kompak. CPU 1511C-1 PN atau CPU 1512C-1 PN (dari seri kompak S7-1500) menyediakan fungsionalitas I/O terintegrasi yang sebanding dengan kinerja yang ditingkatkan secara signifikan, PROFINET IO asli, memori kerja yang diperluas, dan rekayasa TIA Portal.

Migrasi memerlukan penulisan ulang program STEP 7 di TIA Portal — tidak ada konversi langsung otomatis — tetapi Siemens menyediakan alat dukungan migrasi di TIA Portal yang dapat membantu dalam menstrukturisasi ulang dan mengadaptasi program lama.

Untuk mesin yang harus tetap menggunakan S7-300 karena alasan kompatibilitas lama, dukungan suku cadang Siemens berlanjut selama sepuluh tahun setelah tanggal fase keluar produk.