Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0은 CPU 315-2 PN/DP로, PROFIBUS DP와 PROFINET 연결성을 단일 모듈에 통합한 S7-300의 중급 CPU로, 두 세계를 동시에 포괄해야 하는 분산 자동화 시스템의 자연스러운 중심이 됩니다.
384KB의 워크 메모리와 비트당 0.05마이크로초의 연산 속도로, 보급형 S7-300 CPU보다 훨씬 뛰어나며, 상위 CPU 317 또는 CPU 319 변형의 추가 하드웨어 비용 없이 중간 규모 기계 자동화에 일반적인 로직 복잡성을 처리합니다.
-2EH14 하드웨어 변형의 특징은 듀얼 인터페이스 아키텍처입니다. 하나는 PROFIBUS DP 및 MPI 통신(기존 필드버스 경유 드라이브, 분산 I/O 랙 및 프로그래밍 장치 연결)을 처리하고, 다른 하나는 통합 2포트 스위치를 갖춘 이더넷 기반 PROFINET을 제공합니다.
이 스위치는 단순한 외관상의 특징이 아닙니다. 외부 이더넷 스위치 없이 PROFINET 링 또는 데이지 체인 토폴로지에 참여할 수 있어 패널 하드웨어 수를 줄여줍니다.
두 개의 장치를 CPU의 PROFINET 포트에 직접 연결할 수 있습니다. 하나는 PROFINET 마스터 또는 엔지니어링 워크스테이션으로 상향 연결되고, 다른 하나는 체인의 다음 장치로 하향 연결됩니다.
동시에 동일한 설치의 다른 부분을 담당하는 PROFIBUS DP와 PROFINET은 이 CPU의 핵심 사용 사례입니다.
일반적인 설치에서는 PROFIBUS DP(인터페이스 1 경유)를 사용하여 PROFINET 이전의 기존 드라이브 및 구형 분산 I/O 모듈과 통신하는 동시에, PROFINET(인터페이스 2 경유)을 사용하여 최신 ET 200SP 원격 I/O 스테이션, SINAMICS G120과 같은 PROFINET 지원 드라이브, 그리고 공장 이더넷 네트워크를 통한 프로그래밍 및 HMI 연결에 사용할 수 있습니다.
| 매개변수 | 값 |
|---|---|
| 워크 메모리 | 384 KB |
| 로드 메모리 | MMC (필수, 미포함) |
| 인터페이스 1 | MPI/PROFIBUS DP, 12 Mbit/s |
| 인터페이스 2 | PROFINET, 100 Mbit/s, 2포트 스위치 |
| DP 마스터 (최대 슬레이브) | 124 |
| PROFINET 역할 | IO 컨트롤러 + IO 디바이스 |
| 활성 연결 | 총 16개 |
| 비트 연산 속도 | 0.05 µs |
| 데이터 메모리 (RAM) | 128 KB |
| 플래그/타이머/카운터 | 2 KB / 256 / 256 |
| 공급 전압 | 24V DC |
| 무게 | 0.38 kg |
CPU 315-2 PN/DP의 인터페이스 1은 MPI와 PROFIBUS DP를 모두 처리하며, PROFIBUS DP 모드는 시스템 설계에서 공존할 수 있는 두 가지 고유한 역할로 실행될 수 있습니다:
DP 마스터: CPU는 최대 124개의 PROFIBUS DP 슬레이브(I/O 모듈(ET 200M, ET 200S, ET 200B), 드라이브(SINAMICS, SIMODRIVE, 타사 인버터), 계측기 및 기타 PROFIBUS DP 슬레이브)와 주기적인 데이터 교환을 시작합니다.
마스터로서 CPU는 버스 타이밍을 소유하고, 주소를 할당하며, 모든 DP 버스 주기마다 각 슬레이브의 프로세스 데이터를 순환합니다.
최대 PROFIBUS 데이터 속도는 12 Mbit/s입니다.
DP 슬레이브 (분산 지능): CPU는 상위 마스터에 대한 PROFIBUS DP 슬레이브로 동시에 작동할 수 있습니다. 이 구성에서는 CPU의 I/O 메모리 일부가 DP 슬레이브 인터페이스로 매핑됩니다. 마스터 컨트롤러는 이 메모리 영역을 읽고 써서 CPU를 명령하고 상태 보고를 받으며, CPU는 자체 프로그램을 독립적으로 실행합니다.
이것이 "분산 지능" 모델입니다. 생산 라인의 여러 지능형 CPU 노드가 각각 자체 기계 섹션을 관리하며, PROFIBUS DP 슬레이브 인터페이스를 통해 감독 마스터에 의해 조정됩니다.
PROFINET 인터페이스도 마찬가지로 마스터(IO 컨트롤러) 및 슬레이브(IO 디바이스) 역할을 모두 지원합니다:
IO 컨트롤러: CPU는 PROFINET IO 디바이스(분산 I/O 스테이션, 안전 I/O 모듈, PROFINET 지원 드라이브)를 제어하고 주기적인 프로세스 데이터를 교환합니다.
IO 컨트롤러는 제어 프로그램에서 사용하기 위해 CPU의 프로세스 이미지에 I/O 데이터를 분배합니다.
IO 디바이스 (공유 디바이스): CPU는 또한 정의된 영역의 자체 메모리가 IO 디바이스 인터페이스로 매핑된 상태로 다른 IO 컨트롤러에 대한 PROFINET IO 디바이스로 나타납니다. 이를 통해 감독 PROFINET IO 컨트롤러가 여러 CPU를 조정하는 계층적 제어 아키텍처를 사용할 수 있으며, 각 CPU는 또한 IO 컨트롤러로서 자체 로컬 I/O 및 드라이브를 관리합니다.
공유 디바이스 기능은 CPU 펌웨어 버전 V5.3 이상이 필요합니다.
CPU 315-2 PN/DP는 실행 가능한 프로그램을 워크 메모리(384KB 통합 RAM)에 저장하고, 저장된 프로그램을 로드 메모리에 저장합니다.
이 CPU의 로드 메모리는 CPU 전면의 전용 MMC 슬롯에 장착되는 Siemens 독점 플래시 메모리 카드인 마이크로 메모리 카드(MMC)를 통해서만 제공됩니다. MMC는 CPU와 함께 제공되지 않으며 별도로 주문해야 합니다.
MMC는 세 가지 기능을 수행합니다. 전원 켜기 시 워크 메모리로 복사되는 사용자 프로그램을 저장하고, 하드웨어 업데이트를 위한 CPU 펌웨어를 보유하며, 데이터 보존 매체 역할을 합니다. MMC에 저장된 데이터(STEP 7의 보존 기능 또는 명시적인 S7 데이터 저장 작업을 통해)는 배터리 없이도 전원 사이클을 견딥니다.
CPU에는 기본적으로 배터리가 없으므로, 보존 데이터 동작은 비휘발성 저장을 위해 MMC에 의존합니다.
MMC 크기는 64KB에서 8MB까지 다양하며, 적절한 크기는 사용자 프로그램 길이 및 데이터 저장 요구 사항에 따라 달라집니다.
복잡한 다축 기계 프로그램과 대규모 데이터 블록을 실행하는 CPU 315-2 PN/DP는 512KB 또는 2MB MMC가 필요할 수 있습니다.
CPU 315-2 PN/DP는 SIMATIC STEP 7 Professional (Classic) 또는 TIA Portal V13 이상을 사용하여 구성 및 프로그래밍됩니다.
모든 표준 IEC 61131-3 프로그래밍 언어가 지원됩니다:
LAD (래더 다이어그램) 및 FBD (펑션 블록 다이어그램)은 전기 회로도 배경을 가진 엔지니어에게 익숙한 이산 로직 프로그래밍을 위한 그래픽 언어입니다.
STL (명령어 리스트)은 시간 민감 루틴에 가장 효율적인 실행 파일을 컴파일하는 텍스트 기반 저수준 언어입니다.
SCL (구조화 제어 언어)는 복잡한 산술 및 알고리즘을 위한 Pascal 기반 고급 언어입니다.
CFC (연속 함수 차트)는 연속 제어 및 드라이브 조정을 위한 그래픽 연결 기반 프로그래밍 환경을 제공합니다.
GRAPH는 전환 조건이 있는 단계별 기계 시퀀스를 위한 순차 함수 차트 프로그래밍을 지원합니다.
CPU는 또한 블록 개인 정보 보호 (암호화)를 S7 블록 개인 정보 보호를 통해 지원하며, 프로그램 개발자가 FB/FC/DB 블록을 암호화된 형태로 배포할 수 있도록 하여 최종 사용자가 읽을 수 없도록 CPU에서 실행되므로 독점 제어 알고리즘을 보호합니다.
Q1: CPU에는 마이크로 메모리 카드가 필요합니다. 일반적인 응용 프로그램에 적합한 MMC 크기는 얼마입니까?
MMC 크기는 주로 사용자 프로그램 크기와 카드에 데이터 저장을 계획했는지 여부에 따라 달라집니다. 128KB MMC는 50~80KB 범위의 일반적인 기계 프로그램을 수용합니다. 대규모 데이터 블록, 광범위한 함수 라이브러리 또는 다축 조정을 위한 OB/FC/FB 컬렉션을 갖춘 프로그램은 512KB 이상이 필요할 수 있습니다.
MMC 크기는 프로그램 실행 속도에 영향을 미치지 않습니다. 워크 메모리(384KB)가 런타임 프로그램 크기를 제한하며 MMC가 아닙니다. 의심스러운 경우 2MB 또는 4MB MMC는 가격 차이가 미미하므로 프로그램 성장을 위한 충분한 여유를 제공합니다.
Q2: CPU 315-2 PN/DP가 기존 시스템에서 CPU 315-2 DP (PROFINET 없음)를 대체할 수 있습니까?
예, 하드웨어 고려 사항이 있습니다. CPU 315-2 PN/DP는 다른 CPU 315 변형과 동일한 S7-300 레일 슬롯에 물리적으로 장착됩니다.
인터페이스 1의 PROFIBUS DP 마스터 기능은 호환됩니다. 교체된 CPU의 기존 PROFIBUS DP 구성을 가져올 수 있습니다. PROFINET 인터페이스 2는 추가 기능이며 PROFIBUS 구성과 충돌하지 않습니다. 주요 호환성 확인은 펌웨어 및 STEP 7 버전입니다. -2EH14는 전체 기능을 위해 STEP 7 V5.5 SP4 이상이 필요합니다.
교체된 CPU의 기존 MMC를 평가해야 합니다. 호환되는 펌웨어 버전과 사용자 프로그램이 맞는 경우 전송할 수 있습니다. 그렇지 않으면 새 MMC가 권장됩니다.
Q3: CPU 315-2 PN/DP는 IO 컨트롤러로서 몇 개의 PROFINET IO 디바이스를 제어할 수 있습니까?
IO 컨트롤러당 PROFINET IO 디바이스의 정확한 최대 수는 CPU 펌웨어 버전과 총 주기적 IO 데이터 양에 따라 결정됩니다.
CPU 315-2 PN/DP는 모든 프로토콜(TCP/IP, ISO-on-TCP 및 UDP 포함)에 걸쳐 최대 16개의 활성 연결을 동시에 지원합니다. PROFINET IO 연결은 이 풀에서 소비됩니다.
실제로 10~20개의 PROFINET IO 디바이스(ET 200SP 스테이션, 드라이브)가 설치된 경우 적절한 연결 계획을 통해 CPU 용량 내에서 충분히 처리할 수 있습니다. 더 많은 PROFINET IO 노드가 필요한 설치의 경우 CPU 319-3 PN/DP를 평가해야 합니다.
Q4: CPU에는 통합 웹 서버가 있습니다. 어떤 정보를 노출합니까?
통합 웹 서버는 CPU 상태(작동 모드, 스캔 주기 시간, 펌웨어 버전), S7-300 랙 및 I/O 모듈의 모듈 진단, 활성 통신 연결을 표시하는 브라우저 액세스 가능한 진단 인터페이스를 제공합니다.
사용자 정의 웹 페이지는 STEP 7을 통해 웹 서버에 배포되어 전용 HMI 하드웨어 없이도 브라우저에서 프로세스 값, 경보 상태 또는 생산 데이터를 표시할 수 있습니다.
웹 서버는 PROFINET 인터페이스의 IP 주소를 통해 액세스되며, 표준 웹 브라우저 외에 액세스하는 PC에 추가 소프트웨어 설치가 필요하지 않습니다.
Q5: -0AB0과 CPU 315-2 PN/DP의 잠재적인 이전 하드웨어 개정판의 차이점은 무엇입니까?
Siemens는 전체 소프트웨어 호환성을 유지하면서 물리적 하드웨어의 엔지니어링 변경 사항을 추적하기 위해 하드웨어 개정 문자(주문 번호의 마지막 부분, 예: -0AB0)를 사용합니다.
-0AB0 개정판 CPU 315-2 PN/DP는 이전 개정판에 비해 구성 요소 수준 업데이트를 통합합니다.
사용자 관점에서 CPU 315-2 PN/DP의 모든 하드웨어 개정판은 기능적으로 동일하며 소프트웨어 호환됩니다. 동일한 STEP 7 프로젝트가 모든 하드웨어 개정판에서 실행됩니다.
Siemens는 제품 변경 알림 시스템(PCN)에 하드웨어 변경 사항을 문서화하지만, 이러한 변경 사항은 사용자의 구성 또는 프로그램에 영향을 미치지 않습니다.
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