ماژول ارتباطی پروفیباس زیمنس سیماتیک S7-1200 6GK7243-5DX30-0XE0

زیمنس 6GK7243-5DX30-0XE0 | ماژول ارتباطی SIMATIC NET CM 1243-5 — استاد PROFIBUS DP برای S7-1200، 16 اسلیو، 9.6 کیلوبیت بر ثانیه تا 12 مگابیت بر ثانیه، کانکتور 9 پین Sub-D، 24 ولت DC، 30×100×75 میلی‌متر، 0.19 کیلوگرم

مرور کلی

ماژول ارتباطیزیمنس 6GK7243-5DX30-0XE0ماژول ارتباطی CM 1243-5 است - ماژول ارتباطی استاد PROFIBUS DP که به SIMATIC S7-1200 قابلیت کامل PROFIBUS را می‌دهد. S7-1200، پلتفرم PLC میان‌رده فعلی زیمنس، از ابتدا بر اساس PROFINET طراحی شده است - پردازنده‌های آن شامل رابط‌های PROFINET داخلی به صورت استاندارد هستند. در مقابل، PROFIBUS به صورت بومی در پردازنده S7-1200 در دسترس نیست. CM 1243-5 با افزودن یک رابط اختصاصی استاد PROFIBUS DP که مستقیماً به اسلات توسعه سمت چپ S7-1200 متصل می‌شود و مستقل از رابط PROFINET پردازنده عمل می‌کند، این شکاف را پر می‌کند.

چرا یک نصب جدید S7-1200 به PROFIBUS نیاز دارد؟ پاسخ تقریباً همیشه پایگاه نصب شده است. هزاران کارخانه در سراسر جهان شبکه‌های PROFIBUS DP را که در دهه‌های 2000 و 2010 ساخته شده‌اند، اجرا می‌کنند و درایوها، ورودی/خروجی‌های از راه دور، ابزارها و سیستم‌های ایمنی را متصل می‌کنند.

هنگامی که آن کارخانه‌ها به پردازنده‌های S7-1200 ارتقا می‌یابند - مهاجرت از پلتفرم‌های قدیمی‌تر S7-200، S7-300 یا S7-400 - دستگاه‌های میدانی PROFIBUS و کابل‌کشی موجود به عنوان بخشی از ارتقاء کنترلر جایگزین نمی‌شوند. CM 1243-5 به کنترلر جدید S7-1200 اجازه می‌دهد تا نقش استاد DP را که قبلاً توسط پردازنده قدیمی بر عهده داشت، بر عهده بگیرد و کل زیرساخت دستگاه میدانی را حفظ کند و در عین حال کنترلر را به یک پلتفرم فعلی و پشتیبانی شده ارتقا دهد.

این ماژول برای نصب‌های جدید S7-1200 که در آن دستگاه‌های میدانی خاص - به ویژه درایوهای زیمنس تثبیت شده مانند MICROMASTER 440 یا انواع قدیمی‌تر G120 - فقط با رابط‌های PROFIBUS در دسترس هستند، نیز مرتبط است.

CM 1243-5 این دستگاه‌ها را بدون نیاز به تعویض دستگاه میدانی، برای S7-1200 قابل دسترسی می‌کند.

مشخصات کلیدی

استاد PROFIBUS DP — 16 اسلیو، ورودی/خروجی چرخه‌ای کامل

CM 1243-5 به عنوان استاد کلاس 1 DP عمل می‌کند، به این معنی که تبادل داده چرخه‌ای را با تمام دستگاه‌های اسلیو PROFIBUS DP متصل مدیریت می‌کند. در هر چرخه اسکن PROFIBUS، CM 1243-5 داده‌های خروجی (مقادیر فرآیند، نقاط تنظیم، کلمات کنترلی) را به هر اسلیو ارسال می‌کند و داده‌های ورودی (اندازه‌گیری‌ها، کلمات وضعیت، مقادیر بازخورد) را از هر اسلیو دریافت می‌کند و تصویر فرآیند پردازنده S7-1200 را با داده‌های ورودی اسلیو به‌روز می‌کند و داده‌های خروجی پردازنده را به دستگاه‌های اسلیو می‌نویسد.

محدودیت 16 اسلیو، حداکثر تعداد دستگاه‌های اسلیو PROFIBUS DP را که CM 1243-5 می‌تواند به طور همزمان مدیریت کند، تعریف می‌کند. هر اسلیو یک آدرس اسلیو DP در شبکه اشغال می‌کند (آدرس‌دهی از 1 تا 125)، و حجم کل داده‌های ورودی/خروجی از تمام 16 اسلیو باید در ظرفیت تبادل داده CM 1243-5 قرار گیرد.

برای اکثر برنامه‌های کاربردی S7-1200 PROFIBUS — چهار تا هشت درایو به علاوه چند ایستگاه ورودی/خروجی از راه دور — محدودیت 16 اسلیو کاملاً کافی است. 

برای شبکه‌های PROFIBUS بزرگتر با ده‌ها اسلیو، S7-300 یا S7-400 با ماژول‌های CP PROFIBUS اختصاصی یا پورت‌های PROFIBUS داخلی پلتفرم مناسبی هستند، زیرا اینها تا 125 اسلیو DP در هر رابط استاد پشتیبانی می‌کنند.

سرعت باس به طور خودکار از فایل‌های GSD (توضیحات ایستگاه عمومی) کندترین اسلیو در شبکه پیکربندی می‌شود — شبکه با بالاترین سرعت مشترکی که تمام اسلیوهای نصب شده پشتیبانی می‌کنند، کار می‌کند.

سه سرویس ارتباطی بر روی یک رابط PROFIBUS

CM 1243-5 سه سرویس ارتباطی متمایز را از طریق کانکتور PROFIBUS خود ارائه می‌دهد، و درک اینکه کدام سرویس استفاده می‌شود برای عیب‌یابی و طراحی شبکه مهم است:

استاد چرخه‌ای PROFIBUS DP: سرویس اصلی — تبادل مداوم و زمان‌بندی شده داده‌های ورودی/خروجی بین CM 1243-5 (به عنوان استاد) و دستگاه‌های اسلیو پیکربندی شده آن.

این مسیر داده برای درایوها، ماژول‌های ورودی/خروجی و ابزارهای فرآیند است. زمان چرخه به سرعت باس و حجم کل داده بستگی دارد، اما معمولاً در سرعت‌های عادی PROFIBUS چند میلی‌ثانیه است.

ارتباط PG/OP: به یک ترمینال برنامه‌نویسی STEP 7 یا TIA Portal متصل به باس PROFIBUS اجازه می‌دهد تا برای نظارت آنلاین، دانلود برنامه و تشخیص به پردازنده S7-1200 دسترسی داشته باشد — بدون نیاز به اتصال اترنت جداگانه به پردازنده.

این به ویژه زمانی مفید است که شبکه کارخانه دسترسی اترنت به کابینت کنترلر را فراهم نمی‌کند.

ارتباط S7 (PUT/GET): به S7-1200 اجازه می‌دهد تا با سایر PLCهای S7 در همان شبکه PROFIBUS با استفاده از پروتکل بومی S7 داده‌ها را تبادل کند.

یک سیستم بزرگتر S7-400 که به عنوان یک کنترلر نظارتی کارخانه عمل می‌کند، می‌تواند با ایستگاه‌های S7-1200 در شبکه PROFIBUS با استفاده از بلوک‌های تابع PUT/GET ارتباط برقرار کند و داده‌های فرآیند را از S7-1200 بخواند و نقاط تنظیم را به آن بنویسد بدون نیاز به اتصال اترنت جداگانه.

پیکربندی نصب و TIA Portal

CM 1243-5 از طریق کانکتور سیستم به سمت چپ پردازنده S7-1200 متصل می‌شود — همان رابط مکانیکی و الکتریکی که توسط سایر ماژول‌های ارتباطی S7-1200 استفاده می‌شود. این ماژول برق 24 ولت DC خود را از طریق این کانکتور از منبع تغذیه سیستم S7-1200 دریافت می‌کند و نیازی به اتصال برق خارجی ندارد.

پیکربندی به طور کامل در نمای شبکه و دستگاه TIA Portal انجام می‌شود.

پس از افزودن CM 1243-5 به رک S7-1200 در پیکربندی سخت‌افزار، شبکه PROFIBUS تعریف می‌شود (آدرس باس، سرعت)، و هر دستگاه اسلیو از کاتالوگ سخت‌افزار TIA Portal با استفاده از فایل GSD اسلیو اضافه می‌شود.

داده‌های ورودی/خروجی اسلیو به بلوک‌های داده PLC یا آدرس‌های ورودی/خروجی نگاشت می‌شوند، و تبادل داده چرخه‌ای پس از دانلود پیکربندی و فعال شدن شبکه به طور خودکار آغاز می‌شود.

CM 1243-5 مستقل از فعالیت PROFINET پردازنده S7-1200 عمل می‌کند — دو شبکه به صورت موازی بر روی همان PLC اجرا می‌شوند، با پردازنده‌ای که داده‌ها را با اسلیوهای PROFIBUS از طریق CM 1243-5 و با دستگاه‌های PROFINET از طریق پورت PROFINET داخلی خود به طور همزمان تبادل می‌کند.

سوالات متداول

س1: آیا CM 1243-5 می‌تواند به عنوان اسلیو PROFIBUS DP عمل کند، یا فقط به عنوان استاد؟

CM 1243-5 فقط استاد DP است — نمی‌تواند به عنوان اسلیو DP پیکربندی شود. این بدان معناست که نمی‌تواند داده‌های چرخه‌ای را از یک استاد DP سطح بالاتر دریافت کرده و در حالت اسلیو به پردازنده S7-1200 ارسال کند.

برای برنامه‌هایی که در آن S7-1200 باید به عنوان اسلیو PROFIBUS DP عمل کند (اتصال به یک S7-400 نظارتی یا DCS به عنوان استاد آن)، یک ماژول ارتباطی متفاوت — CM 1242-5 (6GK7242-5DX30-0XE0) — مورد نیاز است. CM 1242-5 قابلیت اسلیو DP را فراهم می‌کند.

CM 1243-5 و CM 1242-5 ماژول‌های متمایزی برای نقش‌های متمایز هستند.

س2: فایل GSD چیست و چگونه هنگام اتصال یک اسلیو PROFIBUS به CM 1243-5 استفاده می‌شود؟

فایل GSD (توضیحات ایستگاه عمومی) یک فایل توضیحات دستگاه است که توسط سازنده دستگاه اسلیو ارائه می‌شود. این فایل قابلیت‌های PROFIBUS اسلیو را توصیف می‌کند — فرمت‌های داده پشتیبانی شده، اندازه‌های داده ورودی/خروجی، گزینه‌های پیکربندی و سرعت‌های باس پشتیبانی شده.

در TIA Portal، فایل GSD اسلیو در کاتالوگ سخت‌افزار وارد می‌شود و سپس دستگاه اسلیو با استفاده از ویژگی‌های تعریف شده توسط GSD به پیکربندی شبکه PROFIBUS اضافه می‌شود. 

ابزار پیکربندی TIA Portal فایل GSD را می‌خواند تا ساختار تلگراف صحیح را برای تبادل داده بین استاد CM 1243-5 و اسلیو تعیین کند.

فایل‌های GSD برای محصولات زیمنس از پورتال پشتیبانی آنلاین زیمنس (SIOS) در دسترس هستند و فایل‌های GSD اسلیو شخص ثالث از تولیدکنندگان دستگاه مربوطه در دسترس هستند.

س3: آیا یک ماژول CM 1243-5 برای S7-1200 که هم به PROFIBUS و هم به یک رابط اترنت دوم نیاز دارد، کافی است؟

CM 1243-5 فقط PROFIBUS را ارائه می‌دهد — هیچ قابلیت اترنت ندارد. اگر S7-1200 به یک رابط اترنت دوم (علاوه بر پورت PROFINET داخلی پردازنده) نیاز دارد، باید یک ماژول ارتباطی جداگانه برای اترنت (مانند CP 1243-1) نصب شود.

S7-1200 می‌تواند چندین ماژول ارتباطی را در اسلات‌های توسعه سمت چپ خود جای دهد، بنابراین ترکیب CM 1243-5 برای PROFIBUS با CP 1243-1 برای اترنت اضافی یک پیکربندی معتبر است، مشروط بر محدودیت تعداد اسلات و بودجه توان مدل پردازنده S7-1200 خاص.

س4: آیا CM 1243-5 از عملیات ایزکرونوس PROFIBUS برای برنامه‌های کنترل حرکت پشتیبانی می‌کند؟

CM 1243-5 از ارتباط چرخه‌ای استاندارد PROFIBUS DP (استاد DP-V1 کلاس 1) پشتیبانی می‌کند اما برای حالت عملیاتی ایزکرونوس PROFIBUS DP-V2 (که به عنوان حالت ایزکرون یا ارتباط همگام با ساعت نیز شناخته می‌شود) که در کنترل حرکت با دقت بالا استفاده می‌شود، طراحی نشده است.

برای برنامه‌هایی که نیاز به همگام‌سازی زمانی با دقت میکروثانیه بین درایوها بر روی PROFIBUS دارند — مانند حرکت هماهنگ چند محوره — یک پلتفرم کنترل حرکت اختصاصی (SIMOTION زیمنس یا S7-300/400 با CP قادر به PROFIBUS DP-V2) راه‌حل مناسبی است.

CM 1243-5 برای اتوماسیون فرآیند و ماشین که در آن ارتباط چرخه‌ای استاندارد در زمان‌های چرخه میلی‌ثانیه کافی است، مناسب است.

س5: آیا TIA Portal می‌تواند خطاهای اسلیو PROFIBUS را از طریق CM 1243-5 تشخیص دهد؟

بله. تشخیص آنلاین TIA Portal دسترسی به اطلاعات تشخیصی CM 1243-5 را فراهم می‌کند، از جمله وضعیت هر اسلیو DP پیکربندی شده — اینکه آیا هر اسلیو به درستی در حال ارتباط است، در حالت خطا است، یا در شبکه غایب است.

تشخیص‌های اسلیو فردی (بایت‌های هشدار، داده‌های تشخیصی گسترده از دستگاه‌های قادر به DP-V1) از طریق نمای آنلاین دستگاه و شبکه TIA Portal هنگام اتصال به S7-1200 از طریق PROFINET یا USB قابل دسترسی هستند. 

خود CM 1243-5 در بافر تشخیص سیستم S7-1200 در صورت بروز خطا در شبکه PROFIBUS، تشخیص‌هایی را تولید می‌کند و زمان و کدهای خطا را ارائه می‌دهد که به تجزیه و تحلیل علت ریشه‌ای کمک می‌کند.