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| 원래 장소 | 독일 |
| 브랜드 이름 | SIMENS |
| 인증 | CE RoHS |
| 모델 번호 | 6ES7241-1CH30-1XB0 |
Siemens 6ES7241-1CH30-1XB0은(는) CB 1241 RS485 통신 보드입니다. — SIMATIC S7-1200 CPU의 전면에 직접 장착되는 컴팩트한 플러그인 보드로, DIN 레일의 신호 모듈 슬롯을 차지하지 않고도 완전한 기능을 갖춘 RS485 직렬 통신 포트를 추가합니다. 너비 38mm, 무게 40g으로 S7-1200용 확장 장치 중 가장 작은 편에 속하며, CPU의 기본 PROFINET 이더넷 인터페이스와 함께 직렬 통신이 필요한 애플리케이션의 경우 가장 작은 물리적 공간에서 필요한 기능을 정확하게 제공합니다.
CB 1241이 단순한 UART 칩 이상인 이유는 S7-1200에 깊이 있는 프로토콜 지원을 제공하기 때문입니다.
Freeport 모드를 사용하면 CPU 프로그램이 직렬 통신의 모든 측면을 직접 제어할 수 있습니다. — 시작 문자 감지, 텔레그램 프레이밍, 타임아웃 조건 및 데이터 파싱 — 이를 통해 표준 보드 속도로 ASCII 또는 이진 데이터를 사용하는 거의 모든 직렬 장치와 통신할 수 있습니다.
이러한 저수준 모드 위에는 S7-1200이 사용자가 프로토콜을 처음부터 구현할 필요 없이 실행하는 즉시 사용 가능한 프로토콜 드라이버가 있습니다. — Modbus RTU(마스터 및 슬레이브 역할 모두), Siemens 드라이브 통신용 USS, 일부 이전 Siemens 산업 통신 장치에 사용되는 3964(R) 블록 기반 프로토콜입니다.
이러한 프로토콜들은 함께 기계 및 공정 자동화에서 발생하는 대부분의 직렬 통신 요구 사항을 충족합니다.
이 보드는 모든 S7-1200 CPU에 내장된 전면 커넥터 인터페이스를 통해 CPU에 연결됩니다. CPU의 백플레인 버스(5V, 50mA)에서만 작동 전력을 공급받으므로 별도의 24V 연결이 필요하지 않습니다.
RS485 포트 자체는 보드와 함께 제공되는 스크류 터미널 블록을 통해 연결되며, 이는 RS485 네트워크로 실행되는 트위스트 페어 케이블에 배선됩니다.
RS485 종단은 특정 터미널 핀(TB ~ T/RB 및 TA ~ T/RA)을 단락시켜 제공됩니다. — 유효 종단 저항은 127Ω이 되어 RS485 네트워크 끝점 종단에 적합합니다.
| 매개변수 | 값 |
|---|---|
| 인터페이스 | RS485, 2선식 반이중 |
| 연결 | 스크류 터미널 블록 |
| 전원 | 5V DC / 50mA (CPU 버스에서) |
| 프로토콜 | Freeport, ASCII, 3964(R), Modbus RTU M/S, USS |
| 데이터 속도 | 300 bps ~ 115.2 kbps |
| 최대 텔레그램 | 1 kByte |
| 케이블 길이 | 최대 1000m |
| Modbus 주소 | 1~49,999 |
| 절연 | 500VAC / 1분 |
| 온도 범위 | −20 ~ +60°C |
| 보호 등급 | IP20 |
| 치수(가로x세로x깊이) | 38x62x21mm |
| 무게 | 40g |
Freeport는 CB 1241의 가장 유연한 작동 모드이며 거의 모든 직렬 장치에 적응할 수 있게 해줍니다.
Freeport 모드에서 S7-1200 CPU 프로그램은 직렬 포트를 완전히 제어합니다. — 보드 속도, 패리티 및 정지 비트 설정을 결정한 다음 SEND_PTP 및 RCV_PTP(또는 TIA Portal의 MSG_SEND / MSG_RCV) 명령 집합을 사용하여 원시 데이터를 직접 송수신합니다.
실제 애플리케이션은 표준화된 산업 프로토콜을 구현하지 않는 장치와의 통합입니다. — 라벨을 읽을 때 ASCII 코드 문자열을 출력하는 바코드 스캐너, 독점 형식으로 무게 값을 보고하는 계량 터미널, 특정 바이트 시퀀스로 명령에 응답하는 RFID 리더, ZPL 또는 EPL 형식 문자열을 수신하는 라벨 프린터, 사용자 정의 명령/응답 프로토콜을 사용하는 데이터 수집 장비입니다.
이러한 각 경우에 프로그래머는 Freeport 명령을 사용하여 S7-1200 프로그램에서 정확한 통신 시퀀스를 정의하며, 직렬 포트를 프로토콜 스택이 아닌 바이트 스트림으로 취급합니다.
최대 Freeport 텔레그램 길이 1 kByte는 가변 길이 라벨 데이터(라벨당 최대 약 1000자) 인쇄 또는 프레이밍 문제 없이 측정 데이터 문자열 수신과 같은 일반적인 경우를 처리합니다.
더 긴 개별 메시지가 필요한 애플리케이션의 경우, 프로그램은 여러 명령 호출에 걸쳐 전송을 분할할 수 있습니다.
Modbus RTU는 전 세계 산업 자동화에서 가장 널리 배포된 직렬 통신 프로토콜입니다. 단순성, 개방성 및 장치 지원으로 인해 거의 모든 제조업체의 장비, 계측기, 드라이브 및 센서와 자동화 시스템을 인터페이스하는 기본 선택입니다.
CB 1241은 Modbus RTU 마스터(S7-1200이 다른 장치를 폴링) 및 Modbus RTU 슬레이브(S7-1200이 다른 마스터의 쿼리에 응답) 역할을 모두 지원합니다.
Modbus RTU 마스터: S7-1200 CPU가 모든 통신을 시작하고, RS485 버스의 최대 247개 슬레이브 장치에 기능 코드 요청(홀딩 레지스터 읽기, 입력 레지스터 읽기, 단일/다중 레지스터 쓰기, 코일 읽기, 코일 쓰기)을 보냅니다.
실제로는 1000m 케이블 길이 제한과 노이즈 고려 사항이 주소 공간보다 더 제약적입니다.
일반적인 마스터 애플리케이션에는 에너지 미터(전력, 전류, 전압 레지스터) 읽기, 가변 속도 드라이브 명령(Modbus 레지스터 쓰기를 통한 설정값 및 활성화/비활성화 제어), 분산 센서 및 트랜스미터에서 데이터 수집 등이 포함됩니다.
Modbus RTU 슬레이브: S7-1200이 CPU 데이터 메모리의 정의된 레지스터 맵에 대한 Modbus 마스터의 읽기/쓰기 요청에 응답합니다.
이를 통해 SCADA 시스템, HMI 서버, 에너지 관리 시스템 및 Modbus 마스터 기능을 구현하는 기타 자동화 컨트롤러와의 데이터 교환이 가능합니다. — S7-1200은 이들 중 누구에게나 표준 Modbus 장치로 나타납니다.
Modbus 주소 범위 1~49,999는 대부분의 장치에서 사용되는 표준 Modbus 주소 지정과 일부 SCADA 시스템에서 사용되는 확장 범위를 모두 포함합니다.
TIA Portal 프로그래밍 환경은 레지스터 주소 매핑, 연결 핸들 및 오류 보고를 위한 명확하게 정의된 매개변수를 가진 MODBUS_MASTER 및 MODBUS_SLAVE 명령 블록을 제공합니다.
USS(Universal Serial Interface) 프로토콜 지원은 S7-1200 CPU가 RS485 USS 인터페이스를 가진 Siemens 가변 속도 드라이브 — MICROMASTER 420/440, SINAMICS G110, G120C, V20 및 V90 — 를 제어하는 설치에 직접적인 이점입니다.
USS를 사용하면 S7-1200이 드라이브 매개변수를 읽고 쓸 수 있으며, 드라이브의 제어 워드(활성화/비활성화, 방향, 속도 설정값)를 명령하고, 상태 워드 및 실제 속도 값을 읽을 수 있습니다. — 이 모든 것이 CB 1241의 직렬 통신을 전달하는 동일한 RS485 케이블을 통해 이루어집니다.
하나의 CB 1241을 갖춘 단일 RS485 네트워크는 최대 31개의 USS 프로토콜 드라이브를 동시에 주소 지정할 수 있습니다(USS 프로토콜은 주소 0~30을 지원하며, S7-1200 프로그램은 각 드라이브를 순차적으로 폴링합니다).
TIA Portal은 프로토콜 타이밍 및 데이터 프레이밍을 처리하는 전용 USS 명령 블록(USS_DRIVE, USS_RPM, USS_WPM)을 제공하여 프로그래머가 원시 바이트 시퀀스가 아닌 드라이브 매개변수 번호 및 물리적 값 수준에서 작업할 수 있도록 합니다.
Q1: 동일한 S7-1200 CPU에 CB 1241 RS485와 CM 1241 RS422/485 통신 모듈을 동시에 사용할 수 있습니까?
예. CB 1241(이 보드)은 CPU 전면에 장착되며 신호 모듈 슬롯을 차지하지 않습니다.
CM 1241(DIN 레일 장착 통신 모듈)은 S7-1200 랙 확장의 모듈 슬롯을 차지합니다.
둘 다 동일한 CPU에 설치하여 독립적으로 작동할 수 있으며, 두 개의 별도 RS485 포트를 제공하여 두 개의 동시 직렬 연결이 필요한 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. — 예를 들어, 하나의 포트는 공정 장비에 대한 Modbus RTU용이고, 두 번째 포트는 USS 드라이브 통신용입니다.
Q2: Modbus 주소 1~49,999가 나열되어 있습니다. 이는 Modbus 레지스터 주소도 0~65,535 표준을 초과하여 지원된다는 것을 의미합니까?
1~49,999 범위는 CB 1241이 Modbus RTU 마스터 모드에서 대상으로 지정할 수 있는 Modbus 슬레이브 스테이션 주소(노드 주소)를 나타냅니다.
이것은 비정상적으로 큰 노드 주소 범위입니다. — 표준 Modbus RTU는 최대 247개의 노드(주소 1~247)를 지원하는 반면, 49,999의 상한은 확장 주소 지정을 사용하는 일부 SCADA 구현에서 사용되는 범위로 확장됩니다.
Modbus 레지스터 주소 범위(각 슬레이브 내의 데이터 주소, 예를 들어 전통적인 Modbus 주소 표기법의 홀딩 레지스터 40001~49999)는 독립적이며 표준 Modbus 사양을 따릅니다.
표준 Modbus 레지스터 읽기 및 쓰기 기능은 Modbus 사양에 정의된 일반적인 0 기반 레지스터 주소에서 작동합니다.
Q3: RS485 공통 모드 전압 범위는 1초 동안 -7V ~ +12V입니다. 이는 포트가 CPU에서 절연되지 않았다는 것을 의미합니까?
RS485 포트와 CPU 백플레인 버스 간에 500VAC(1분) 사양은 전기적 절연이 제공됨을 확인합니다. — RS485 접지는 갈바닉 배리어를 통해 CPU의 내부 접지에서 절연됩니다.
공통 모드 전압 범위(-7V ~ +12V)는 RS485 인터페이스 자체의 작동 범위를 자체 접지 참조에 대해 설명하며, 이는 표준 RS485 공통 모드 사양(RS-485 표준: -7V ~ +12V)입니다. 이는 RS485 접지와 CPU 백플레인 간의 절연과는 별개입니다.
Q4: 단일 CB 1241에 연결할 수 있는 최대 Modbus 슬레이브 장치 수는 몇 개입니까?
RS485 표준은 리피터 없이 세그먼트당 최대 32개의 유닛 로드(32개의 표준 수신기 입력에 해당)를 지원합니다.
실제로는 대부분의 최신 Modbus 슬레이브 장치가 1/8 유닛 로드 수신기를 사용하므로 전기적으로 세그먼트당 최대 256개의 장치를 연결할 수 있습니다.
그러나 Modbus RTU 프로토콜은 네트워크를 247개의 슬레이브 주소(1~247)로 제한하며, 실제 요인 — 케이블 길이(최대 1000m), 통신 주기 시간 및 애플리케이션 응답 시간 요구 사항 — 은 일반적으로 포트당 20~50개의 장치로 효과적인 네트워크를 제한합니다. CB 1241이 수행하는 각 Modbus 폴링 주기는 순차적이므로(한 번에 하나의 장치), 더 많은 슬레이브를 추가하면 모든 장치의 총 주기 시간이 증가합니다.
Q5: TIA Portal에서 CB 1241 RS485는 어떻게 구성되며, 추가 라이선스 또는 소프트웨어가 필요합니까?
CB 1241은 추가 라이선스 없이 TIA Portal Basic 또는 Professional(V11 이상) 내에서 직접 구성됩니다.
TIA Portal에서 CB 1241은 하드웨어 카탈로그에 표시되며 CPU의 전면 위치에 드롭하여 S7-1200 장치 구성에 추가됩니다.
포트 매개변수(보드 속도, 패리티, 정지 비트)는 모듈 속성에서 구성됩니다.
프로토콜 수준 구성(Modbus, USS)은 사용자 프로그램의 해당 명령 블록 및 매개변수를 통해 처리됩니다.
별도의 통신 소프트웨어 라이선스는 필요하지 않습니다. — Modbus RTU 및 USS 명령 블록은 표준 TIA Portal 설치에 포함되어 있습니다.
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