CENTRAL PROCESSING UNIT 6ES7315-2EH14-0AB0 6ES7 315-2EH14-0AB0 6ES7315-2EH14-OABO

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

Overzicht

De Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 is de CPU 315-2 PN/DP — de middenklasse S7-300 CPU die zowel PROFIBUS DP als PROFINET connectiviteit in één module combineert, waardoor het het natuurlijke centrum is van een gedistribueerd automatiseringssysteem dat beide werelden tegelijkertijd moet overspannen.

Met 384KB werkgeheugen en 0,05 microseconden per bitbewerking, bevindt deze CPU zich comfortabel boven de instapmodellen S7-300 CPU's en verwerkt de logische complexiteit die typisch is voor middelgrote machineautomatisering zonder de extra hardwarekosten van de hogere CPU 317 of CPU 319 varianten.

Het bepalende kenmerk van de -2EH14 hardwarevariant is de dual-interface architectuur: één interface beheert de PROFIBUS DP en MPI communicatie (verbinding met aandrijvingen, gedistribueerde I/O racks en programmeerapparaten via het gevestigde veldbus), terwijl de tweede interface PROFINET over Ethernet biedt met een geïntegreerde twee-poorts switch.

Die switch is geen cosmetisch detail — het stelt de CPU in staat deel te nemen aan een PROFINET ring- of daisy-chain topologie zonder dat een externe Ethernet-switch nodig is, waardoor het aantal paneelcomponenten wordt verminderd.

Twee apparaten kunnen rechtstreeks op de PROFINET-poorten van de CPU worden aangesloten; één verbinding gaat naar boven naar de PROFINET-master of het engineeringstation, en de andere gaat naar beneden naar het volgende apparaat in de keten.

PROFIBUS DP en PROFINET die tegelijkertijd verschillende delen van dezelfde installatie bedienen, is het kerngebruiksscenario voor deze CPU.

Een typische installatie kan PROFIBUS DP (via interface 1) gebruiken om te communiceren met bestaande aandrijvingen en oudere gedistribueerde I/O-modules die dateren van vóór PROFINET, terwijl PROFINET (via interface 2) wordt gebruikt voor nieuwere ET 200SP externe I/O-stations, PROFINET-compatibele aandrijvingen zoals SINAMICS G120, en voor programmering en HMI-connectiviteit via het fabrieks-Ethernet-netwerk.

Belangrijkste specificaties

PROFIBUS DP Master en Slave — Dubbele rollen op één interface

De interface 1 van de CPU 315-2 PN/DP beheert zowel MPI als PROFIBUS DP, en de PROFIBUS DP-modus kan in twee verschillende rollen worden uitgevoerd die naast elkaar kunnen bestaan in een systeemontwerp:

DP Master: De CPU initieert cyclische data-uitwisseling met maximaal 124 PROFIBUS DP-slaves — I/O-modules (ET 200M, ET 200S, ET 200B), aandrijvingen (SINAMICS, SIMODRIVE, externe omvormers), instrumenten en elke andere PROFIBUS DP-slave.

Als master beheert de CPU de bus timing, wijst adressen toe en doorloopt de procesgegevens van elke slave bij elke DP-buscyclus.

De maximale PROFIBUS-datasnelheid is 12 Mbit/s.

DP Slave (gedistribueerde intelligentie): De CPU kan tegelijkertijd fungeren als een PROFIBUS DP-slave voor een hogere master. In deze configuratie wordt een deel van het I/O-geheugen van de CPU gemapt als een DP-slave-interface — een mastercontroller leest en schrijft deze geheugengebieden om de CPU aan te sturen en statusrapporten te ontvangen, terwijl de CPU zijn eigen programma onafhankelijk uitvoert.

Dit is het "gedistribueerde intelligentie"-model: meerdere intelligente CPU-knooppunten in een productielijn, elk met zijn eigen deel van de machines, gecoördineerd door een toezichthoudende master via PROFIBUS DP-slave-interfaces.

PROFINET IO Controller en IO Device — Beide tegelijkertijd

De PROFINET-interface ondersteunt ook beide rollen: master (IO Controller) en slave (IO Device):

IO Controller: De CPU bestuurt PROFINET IO-apparaten — gedistribueerde I/O-stations, veiligheids-I/O-modules, PROFINET-compatibele aandrijvingen — en wisselt cyclische procesgegevens uit.

De IO Controller verdeelt I/O-gegevens naar het procesbeeld van de CPU voor gebruik in het besturingsprogramma.

IO Device (gedeeld apparaat): De CPU verschijnt ook als een PROFINET IO-apparaat voor een andere IO Controller, met een gedefinieerd gebied van zijn eigen geheugen gemapt als de IO Device-interface. Dit maakt hiërarchische besturingsarchitecturen mogelijk waarbij een toezichthoudende PROFINET IO Controller meerdere CPU's coördineert, die elk ook hun eigen lokale I/O en aandrijvingen beheren als een IO Controller.

De gedeelde apparaatfunctie vereist dat de CPU firmwareversie V5.3 of hoger heeft.

Geheugenarchitectuur en de Micro Memory Card

De CPU 315-2 PN/DP slaat zijn uitvoerbare programma op in werkgeheugen (384KB geïntegreerd RAM) en zijn opgeslagen programma in laatgeheugen.

Laatgeheugen op deze CPU wordt uitsluitend geleverd door de Micro Memory Card (MMC) — een Siemens-propriëtaire flashgeheugenkaart die in de speciale MMC-sleuf aan de voorkant van de CPU wordt geplaatst. De MMC is niet bij de CPU inbegrepen en moet apart worden besteld.

De MMC heeft drie functies: het slaat het gebruikersprogramma op dat bij het opstarten naar het werkgeheugen wordt gekopieerd; het bevat de CPU-firmware voor hardware-updates; en het dient als een medium voor gegevensbehoud — gegevens die op de MMC worden opgeslagen (via STEP 7's retentie-functies of expliciete S7-gegevensopslagoperaties) overleven stroomcycli zonder dat een batterij nodig is.

De CPU heeft standaard geen batterij, wat betekent dat het gedrag van retentieve gegevens afhankelijk is van de MMC voor niet-vluchtige opslag.

MMC-groottes variëren van 64KB tot 8MB, en de juiste grootte hangt af van de lengte van het gebruikersprogramma en eventuele gegevensopslagvereisten.

Een CPU 315-2 PN/DP die een complex programma voor meerassige machines met grote datablokken uitvoert, kan een 512KB of 2MB MMC vereisen.

Programmeertalen en STEP 7 Toolchain

De CPU 315-2 PN/DP wordt geconfigureerd en geprogrammeerd met SIMATIC STEP 7 Professional (Classic) of TIA Portal V13 en hoger.

Alle standaard IEC 61131-3 programmeertalen worden ondersteund:

LAD (Ladder Diagram) en FBD (Function Block Diagram) zijn de grafische talen voor discrete logica programmering, beide bekend bij ingenieurs met een achtergrond in elektrische schema's.

STL (Statement List) is de tekstgebaseerde low-level taal die compileert naar de meest efficiënte uitvoerbare code voor tijdskritische routines.

SCL (Structured Control Language) is een op Pascal gebaseerde high-level taal voor complexe rekenkunde en algoritmen.

CFC (Continuous Function Chart) biedt een grafische verbindingsgebaseerde programmeeromgeving die geschikt is voor continue besturing en aandrijvingscoördinatie.

GRAPH ondersteunt sequentieel functiediagram programmering voor stap-voor-stap machine sequenties met overgangscondities.

De CPU ondersteunt ook blokbeveiliging (encryptie) via S7-blokbeveiliging, waarmee programmadirecteuren FB/FC/DB-blokken in versleutelde vorm kunnen distribueren — draaiend op de CPU maar niet leesbaar door de eindgebruiker, ter bescherming van propriëtaire besturingsalgoritmen.

FAQ

V1: De CPU vereist een Micro Memory Card. Welke maat MMC is geschikt voor typische toepassingen?

MMC-afmetingen zijn voornamelijk afhankelijk van de grootte van het gebruikersprogramma en of gegevensopslag op de kaart gepland is. Een 128KB MMC is geschikt voor typische machineprogramma's in het bereik van 50-80KB. Programma's met grote datablokken, uitgebreide functiebiliotheken of OB/FC/FB-collecties voor meerassige coördinatie kunnen 512KB of groter vereisen.

De MMC-grootte heeft geen invloed op de snelheid van programma-uitvoering — werkgeheugen (384KB) beperkt de grootte van het runtime-programma, niet de MMC. Bij twijfel biedt een 2MB of 4MB MMC een comfortabele marge voor programmagroei zonder kostennadelen, aangezien het prijsverschil bescheiden is.

V2: Kan de CPU 315-2 PN/DP een CPU 315-2 DP (zonder PROFINET) in een bestaand systeem vervangen?

Ja, met hardwareoverwegingen. De CPU 315-2 PN/DP past fysiek in dezelfde S7-300 rail sleuf als andere CPU 315 varianten.

De PROFIBUS DP masterfunctie op interface 1 is compatibel — bestaande PROFIBUS DP-configuraties van de vervangen CPU kunnen worden geïmporteerd. De PROFINET-interface 2 is extra en conflicteert niet met de PROFIBUS-configuratie. De belangrijkste compatibiliteitscontrole is de firmware- en STEP 7-versie: de -2EH14 vereist STEP 7 V5.5 SP4 of hoger voor volledige functionaliteit. 

De bestaande MMC van de vervangen CPU moet worden geëvalueerd — als deze een compatibele firmwareversie bevat en het gebruikersprogramma past, kan deze worden overgedragen; anders wordt een nieuwe MMC aanbevolen.

V3: Hoeveel PROFINET IO-apparaten kan de CPU 315-2 PN/DP aansturen als IO Controller?

Het exacte maximale aantal PROFINET IO-apparaten per IO Controller wordt bepaald door de CPU-firmwareversie en de totale hoeveelheid cyclische IO-gegevens.

De CPU 315-2 PN/DP ondersteunt maximaal 16 actieve verbindingen over alle protocollen tegelijkertijd (inclusief TCP/IP, ISO-on-TCP en UDP). PROFINET IO-verbindingen verbruiken uit deze pool.

In de praktijk zijn installaties met 10-20 PROFINET IO-apparaten (ET 200SP-stations, aandrijvingen) goed binnen de capaciteit van de CPU met een juiste verbindingsplanning. Voor installaties die meer PROFINET IO-knooppunten vereisen, moet de CPU 319-3 PN/DP worden geëvalueerd.

V4: De CPU heeft een geïntegreerde webserver. Welke informatie wordt er weergegeven?

De geïntegreerde webserver biedt een via de browser toegankelijke diagnostische interface die de CPU-status (bedrijfsmodus, scan-cyclus tijd, firmwareversie), module-diagnostiek voor het S7-300 rack en zijn I/O-modules, en actieve communicatieverbindingen weergeeft.

Aangepaste door de gebruiker gedefinieerde webpagina's kunnen via STEP 7 naar de webserver worden geïmplementeerd om proceswaarden, alarmstatussen of productiedata in een browser weer te geven zonder dat speciale HMI-hardware nodig is.

De webserver wordt benaderd via het IP-adres van de PROFINET-interface en vereist geen extra software-installatie op de benaderende pc, behalve een standaard webbrowser.

V5: Wat is het verschil tussen -0AB0 en mogelijke eerdere hardwarerevisies van de CPU 315-2 PN/DP?

Siemens gebruikt hardwarerevisieletters (het laatste deel van het bestelnummer, bijv. -0AB0) om technische wijzigingen in de fysieke hardware bij te houden, terwijl de volledige softwarecompatibiliteit behouden blijft.

De -0AB0 revisie van de CPU 315-2 PN/DP bevat updates op componentniveau ten opzichte van eerdere revisies.

Vanuit het perspectief van de gebruiker zijn alle hardwarerevisies van de CPU 315-2 PN/DP functioneel identiek en softwarecompatibel — hetzelfde STEP 7-project draait op elke hardwarerevisie.

Siemens documenteert hardwarewijzigingen in het productwijzigingsmeldsysteem (PCN), maar deze wijzigingen hebben geen invloed op de configuratie of het programma van de gebruiker.