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

Siemens 6ES7312-1AE14-0AB0 ∙ SIMATIC S7-300 CPU 312 ∙ Centrale verwerkingseenheid, MPI-interface, 32KB werkgeheugen, geïntegreerde 24VDC-toevoer, 0.1μs bitverwerking, 40×125×130mm

Overzicht

DeSiemens 6ES7312-1AE14-0AB0is de CPU 312 de standaard (niet-compacte) CPU van de SIMATIC S7-300-familie.

Op zijn smalste, 40 mm en 270 g, behoort het tot de meest compacte S7-300-CPU's, terwijl het de volledige S7-300-instructieset, de standaard MPI-communicatie-interface,en voldoende verwerkingsprestaties voor de overweldigende meerderheid van de kleine tot middelgrote machinebesturing en procesautomatiseringstaken.

Om te begrijpen waar de CPU 312 past, is de structuur van de S7-300 CPU-reeks nodig.

De familie strekt zich uit van compacte CPU's (zoals de CPU 312C, die digitale I/O heeft geïntegreerd) tot standaard CPU's (zoals deze CPU 312, zonder geïntegreerde I/O maar met volledige modulaire flexibiliteit),tot krachtigere CPU's (CPU 314, 315, 317) met grotere geheugencellen en geïntegreerde PROFIBUS DP-interfaces.

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, multi-rack mogelijkheden of extra interfaces van CPU's van hoger model.

Het 32 KB werkgeheugen is de primaire beperking van de CPU 312, en het definieert de toepassingen waarvoor het geschikt is.

Bij 32 KB kan de CPU 312 kleine tot middelgrote STEP 7-programma's ­ die met maximaal enkele honderden programmablokken, standaard PLC-besturingslogic, basisgegevensverwerking,en matige communicatiebehoeften.

Het is niet geschikt voor programma's die grote recepttabellen beheren, uitgebreide historische buffers of complexe wiskundige algoritmen die grote objectcode genereren.de CPU 314 (64KB), CPU 315-2 DP (256KB) of CPU 317-2 DP (1MB) zijn de juiste keuzes.

Belangrijkste specificaties

0.1 μs Binary Processing What It Means for Cycle Times

In de praktijk mengt een typisch S7-300-programma binaire (contact/coil) instructies, woordbewerkingen,rekenkundig, en communicatie overhead.

Een programma met 1000 binaire instructies heeft een ruwe instructie-uitvoeringstijd van 0.1ms , schrijven van alle uitgangen), communicatieverwerking en zelftest overhead voor elke cyclus.

Voor een CPU 312 die een programma met een matige grootte uitvoert in een enkelstapstation met standaard S7-300-digitale en analoge modules, liggen de typische cyclustijden in het bereik van 5 ∼ 15 ms, afhankelijk van de programmagrootte,aantal actieve modulesVoor machinebeheersingstoepassingen richt de CPU 312 zich op: conveyor sequencing, machine interlocking,eenvoudige batchprocessen een cyclustijd van 5 15 ms is volkomen voldoende.

De temperatuurlussen van het proces, de drukregulatie en andere langzaam dynamische procesvariabelen veranderen op een tijdschaal van seconden tot minuten.het maken van de PLC-scancyclustijd irrelevant voor de lusprestaties (die worden gedomineerd door de reactietijd van de zender en de dynamiek van de klep).

Alleen snelle mechanische processen (hoge snelheidssortiering, drukbesturing, snelle pick-and-place-operaties) vereisen PLC-cyclustijden van minder dan 5 ms,en die toepassingen worden bediend door high-performance CPU's met aanzienlijk grotere geheugen en speciale interrupt-verwerking mogelijkheden, niet de CPU 312.

De micro-geheugenkaart ∙ Programmaopslag zonder batterij

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. telkens wanneer de CPU 312 wordt ingeschakeld, leest het het programma van de MMC in het werk RAM en begint de uitvoering.met Siemens die een minimale bewaartermijn van tien jaar voor gegevens over de MMC bepaalt.

Deze batterijvrije werking is een echt onderhoudsvoordeel ten opzichte van oudere CPU-generaties die regelmatig batterijvervanging vereisten om het programma te behouden bij stroomstortingen. 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.

De MMC-architectuur elimineert deze storingsmodus volledig. De MMC is de back-up verwijdering van de MMC van een lopende CPU behoudt het programma intact op de kaart,met een vermogen van niet meer dan 10 W,.

De 6-tekens service socket aan de voorzijde van de CPU 312 accepteert standaard S7-300 MMC's (SIMATIC Micro Memory Cards, 6ES7953-8LXXX-0AA0 familie) in capaciteiten van 64KB tot 8MB.

MPI-interface: mogelijkheden en beperkingen

De CPU 312 biedt een enkele MPI-interface – geen PROFIBUS DP, geen PROFINET, geen geïntegreerde Ethernet.

Deze grensoverschrijdende beperking is het belangrijkste selectiecriterium: indien de toepassing vereist dat de CPU als een PROFIBUS DP-master fungeert (besturing van externe I/O-stations, schijven,of instrumenten op een PROFIBUS-netwerk)In het geval van een CPU met een geïntegreerde PROFIBUS DP-interface (CPU 315-2 DP, CPU 317-2 DP) of de toevoeging van een CP 342-5 communicatieprocessor zou een CPU nodig zijn.

Wat de MPI-interface wel biedt is:

Toegang tot de terminal programmeren:Een STEP 7-werkstation wordt via de MPI-poort via een PC-adapter (6ES7972-0CB20-0XA0 of USB-equivalent) aangesloten op de CPU voor programma-download, online monitoring en diagnose.

HMI-verbinding:Siemens OP- en TP-operatorpanelen verbinden zich via MPI om procesgegevens weer te geven en operatorinvoer te accepteren.

PLC-PLC-communicatie:Meerdere S7-300-CPU's kunnen een MPI-netwerk delen en gegevens uitwisselen via S7-basiscommunicatie (SFC 65/66 voor globale gegevens) of S7-communicatie (SFB 8/9 BSEND/BRCV of SFB 12/13 BSEND/BRCV),een eenvoudige coördinatie tussen meerdere controllers zonder PROFIBUS mogelijk maken.

Globale gegevens: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.

De CPU 312's 6-verbindingslimiet (totaal PG, OP en S7-verbindingen) beperkt het aantal gelijktijdig actieve MPI-netwerkdeelnemers.

In een station met één programmeringsterminal, één HMI-paneel en één S7-communicatieverbinding is de verbindingslimiet al bijna bereikt.

Programmastructuur en bloktypen

De CPU 312 ondersteunt de volledige STEP 7-blokgebaseerde programmastructuur binnen de 1,024-bloktotaallimiet.

De bloktypen zijn:

OB's (organisatieblokken):De interface tussen het besturingssysteem en het gebruikersprogramma. OB1 is het belangrijkste cyclische programma. OB35 is een cyclische onderbreking (100 ms standaard). OB40 is een hardware-onderbreking van modules.OB82 is een diagnostische onderbreking..

OB100 is de opstart OB. OB's zijn de gedefinieerde toegangspunten waardoor het S7-300 besturingssysteem gebruikerscode oproept als reactie op gebeurtenissen.

FB's (functieblokken) en FC's (functies):Gebruikers-gecreëerde herbruikbare programma-modules. FB's hebben geassocieerde instantie-gegevensblokken die de statische variabelen van de FB opslaan; FC's zijn staatloze functies.

Beide kunnen worden opgeroepen van OB's of van andere FB's/FC's om een gestructureerde programmahiërarchie te creëren.

DB's (gegevensblokken):Gegevensopslagruimten ️ gedeelde gegevensblokken voor variabelen voor de gehele installatie, instantiegegegevensblokken voor FB's en dataopslag met retentieve functie.

In een werkgeheugen van 32 KB moeten alle OB's + FB's + FC's + DB's gecombineerd binnen 32 KB passen.

Ervaren ingenieurs van de S7-300 zijn bekend met het beheer van het geheugenbegroting.en programmagrootte doelen moeten vroeg in het project worden vastgesteld om te voorkomen dat de 32 KB limiet laat in de ontwikkeling wordt ontdekt.

Veelgestelde vragen

V1: De CPU 312 heeft geen PROFIBUS DP-interface. Hoe kan deze communiceren met PROFIBUS-veldapparaten als de toepassing dit vereist?

De standaardbenadering voor het toevoegen van PROFIBUS DP-mastercapaciteit aan een CPU 312-systeem is het installeren van een communicatieprocessormodule CP 342-5 (6GK7342-5DA02-0XE0) in het S7-300-rack.

De CP 342-5 biedt een volledige PROFIBUS DP-masterinterface en werkt onafhankelijk van de MPI-poort van de CPU 312.de CP 342-5 wisselt gegevens uit met de CPU via de S7-300 backplane, en de programmeur gebruikt functieoproepen (FC1 DP_SEND en FC2 DP_RECV van de CP 342-5 functiebouw) om gegevens over te dragen tussen de datablokken van de CPU 312 en de PROFIBUS I/O-afbeelding van de CP 342-5.

Deze aanpak verbruikt één van de waardevolle 8-module slots van de CPU 312, 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 systemDe CP 342-5-benadering is geschikt voor bestaande CPU 312-installaties waarbij het toevoegen van PROFIBUS-capaciteit nodig is, maar volledige CPU-uitwisseling niet gerechtvaardigd is.

V2: Wat is het maximale aantal analoge en digitale I/O-punten dat de CPU 312 in een enkel station kan verwerken, en is dit beperkt door werkgeheugen of door de hardware?

De hardwarelimiet is restrictiever dan de geheugenlimiet voor de CPU 312.

De processimage-grootte 128 bytes voor inputs en 128 bytes voor outputs bepaalt de maximale adresbare I/O: 128 bytes × 8 bits = 1,024 digitale inputs (I 0,0 tot en met I 127,7) en 1,024 Digitale uitgangen (Q 0).0 tot en met Q 127.7), of een gelijkwaardige mix van analoge en digitale adressering binnen hetzelfde bytebereik.

De hardwarelimiet is het aantal module-slots: 8 slots in het centrale rack + 8 slots in het enige toegestane uitbreidingsrack = 16 totale moduleposities.16 modules leveren 32 bytes digitaal I/O.

Met 8-kanaals analoge modules van elk 16 bytes (8 kanalen × 2 bytes per analoge woord) zouden 16 analoge modules 256 bytes ¢ verbruiken die de procesbeeldlimiet overschrijden.een gemengde installatie van digitale en analoge modules in een 16-slotstation heeft geen moeite om binnen de 128-byte procesbeeldlimiet te passen.

Het 32KB-werkgeheugen beperkt de programmacomplexiteit, maar zelden het I/O-adres voor de schaal van installaties die de CPU 312 richt.

V3: Wat gebeurt er met de gegevens die in een datablok worden opgeslagen wanneer de CPU 312 stroom verliest, en wat is de rol van de micro-geheugenkaart bij het opslaan van gegevens?

In de geheugenarchitectuur van de CPU 312 is het werk-RAM (32KB) het actieve uitvoeringsgeheugen ∙ het bevat het lopende programma en alle huidige variabele waarden.het verliest zijn inhoud als de stroom wordt verwijderd.

De micro geheugenkaart is niet-vluchtig flashgeheugen en bevat alleen de kopie van het programma in het geheugen.de gegevensblokinhoud .

De gegevens in de CPU 312 worden bewaard door middel van korte stroomonderbrekingen door een door een condensator ondersteund circuit in de CPU (dezelfde interne condensator die de CPU-klok tijdens stroomverlies onderhoudt),maar deze condensator bevat gegevens slechts voor een beperkte tijd (meestal uren bij kamertemperatuur).

Voor toepassingen waarbij gegevens langdurige stroomonderbrekingen moeten overleven: productie tellers, batch ID-nummers,geaccumuleerde totaalcijfers , Schrijf gegevensblok om geheugen te laden).

Bij opstarten leest OB100 het gegevensblok van de MMC met behulp van SFC 82 (CREA_DBL of vergelijkbaar).Deze expliciete MMC schrijf/leesprocedure biedt echte niet-vluchtige opslag ten koste van iets langere start/sluitroutines.

V4: Kan de CPU 312 worden geprogrammeerd met TIA Portal, of is STEP 7 V5.x vereist?

Voornamelijk STEP 7 V5.5 SP1 of hoger (klassieke STEP 7, niet TIA Portal) is de native programmeringsomgeving voor de 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, en de oudere CPU 312 (vooral de 1AE14 hardwareversie) wordt mogelijk niet volledig ondersteund.

Sommige ingenieurs hebben het TIA-portaal gebruikt met de ondersteuning van het oude apparaat S7-300 via HSP-bestanden (Hardware Support Package) die beschikbaar zijn bij Siemens Industry Online Support,maar deze aanpak moet worden geverifieerd tegen de specifieke TIA Portal versie en de CPU 312 firmware versie voordat het zich inzetten voor een productieproject.

Voor nieuwe projecten waarbij het TIA-portaal de vereiste technische omgeving is,Siemens beveelt aan om een S7-300 CPU te selecteren uit het bereik dat expliciet wordt ondersteund in TIA Portal (zoals CPU 315-2 PN/DP of CPU 317-2 DP in latere firmwareversies) of te migreren naar het S7-1500-platform, dat is het primaire doel van TIA Portal.

V5: Wat is het aanbevolen migratiepad van de CPU 312 naar een huidige Siemens-platform, en hoe complex is de migratie?

De officiële aanbeveling van Siemens voor de migratie van de S7-300 naar het SIMATIC S7-1500-platform is: voor de typische toepassingsprofiel van de CPU 312installaties met één rack the S7-1500 CPU 1511-1 PN is de ongeveer functionele vervanging: het biedt aanzienlijk meer werkgeheugen (150KB), geïntegreerde PROFINET IO, snellere verwerking (48ns binair) en TIA Portal engineering.

De migratieinspanningen zijn niet triviaal:het STEP 7-programma moet worden geherstructureerd en herschreven voor het TIA-portaal (er bestaat geen geautomatiseerde codeconversie STEP 7 Classic en het TIA-portaal gebruiken verschillende programmeringsparadigma's en blokstructuren, hoewel de instructieset grotendeels compatibel is op taalniveau).

Hardware-I/O moet opnieuw worden ontworpen (S7-300-modules zijn niet compatibel met S7-1500) en alle met MPI verbonden HMI's moeten worden vervangen of bijgewerkt naar PROFINET- of Ethernet-connectiviteit.

Voor locaties die zich de technische investering van volledige migratie niet kunnen veroorloven, behoud van de bestaande CPU 312 op STEP 7 V5.x met reserveonderdelen is een haalbare strategie op lange termijn Siemens verbindt zich tot tien jaar beschikbaarheid van reserveonderdelen na stopzetting (tot ongeveer 2033), en de geïnstalleerde basis van S7-300-systemen is groot genoeg om een secundaire markt voor hardware en ondersteunende expertise lang na dat tijdsbestek te behouden.