시마틱 통신 프로세서 6ES7341-1CH02-0AE0 6ES7 341-1CH02-0AE0 6ES7341-1CHO2-OAEO

Siemens 6ES7341-1CH02-0AE0 | SIMATIC S7-300 CP 341 — RS422/485 직렬 통신 프로세서, 0.3–115.2 kbit/s, ASCII / 3964(R) / RK512 / Modbus RTU, 15핀 Sub-D, 구성 CD 포함

개요

Siemens 6ES7341-1CH02-0AE0은 RS422/485 인터페이스를 갖춘 CP 341로, SIMATIC S7-300 PLC에 전용 산업용 직렬 포트를 추가하는 직렬 통신 모듈입니다.

CP 341은 CPU 자체의 MPI/PROFIBUS 인터페이스로 해결할 수 없는 S7-300 직렬 통신 요구 사항에 대한 표준 솔루션이었습니다. Modbus RTU를 사용하는 계량 터미널에 연결하거나, RS485를 통해 바코드 스캐너와 데이터를 교환하거나, 생산 로깅을 위해 직렬 프린터를 제어하거나, 필드버스 프로토콜 이전의 레거시 드라이브 앰프와 통신하는 경우입니다.

CP 341이 해결하는 실질적인 필요성은 대부분의 산업 환경에 다양한 통신 기술이 혼합되어 있다는 것입니다. 최신 PROFIBUS DP 및 PROFINET 장치는 S7-300의 네이티브 인터페이스에 깔끔하게 연결됩니다.

하지만 공장의 모든 것이 최신은 아니며, 새로운 설치에서도 많은 필드 장치(바코드 리더, 스케일, 라벨 프린터, 계량 시스템, 온도 컨트롤러, 에너지 미터)는 PROFIBUS 또는 이더넷이 아닌 RS485 Modbus RTU 또는 간단한 ASCII 직렬을 통해 통신합니다.

S7-300과 데이터를 교환해야 하는 이러한 장치 각각에 대해 CP 341은 전기 인터페이스와 프로토콜 처리를 제공하여 직렬 통신 처리를 CPU에서 오프로드하므로 직렬 데이터 교환이 CPU 스캔 시간을 차지하지 않습니다.

RS422/RS485 (X.27) 물리적 인터페이스는 풀듀플렉스(RS422, 4선: 별도의 송수신 쌍) 및 하프듀플렉스(RS485, 2선: 공유 송수신 쌍) 작동을 모두 지원합니다.

RS422 풀듀플렉스는 최대 케이블 길이와 차동 4선 전송의 노이즈 내성 이점이 필요한 지점 간 연결에 사용되며, 3964(R) 및 RK512 프로토콜이 적용 가능한 경우입니다.

RS485 하프듀플렉스는 멀티드롭 버스 구성을 지원합니다. S7-300 CP 341을 동일한 2선 버스를 공유하는 여러 장치 중 하나의 노드로 연결하는 것으로, Modbus RTU 네트워크 및 멀티 장치 ASCII 구성에 필요한 토폴로지입니다.

주요 사양

프로토콜 스위트 — 4가지 통신 모드

ASCII가장 간단한 프로토콜입니다. CP 341은 구성 가능한 시작/정지 문자, 데이터 길이 및 패리티를 사용하여 ASCII 문자열을 송수신합니다.

ASCII 모드는 사람이 읽을 수 있는 텍스트로 통신하는 장치에 적합합니다. 스캔된 코드 문자열을 출력하는 바코드 리더, ASCII 형식의 판독값을 전송하는 무게 터미널, 직렬 프린터 및 간단한 텍스트 기반 프로토콜을 사용하는 모든 장치입니다. 

ASCII는 RS422 및 RS485 연결 모두에서 0.3–115.2 kbit/s의 전체 속도 범위에서 작동합니다.

3964(R)(RS422에서만)는 PLC 간 및 PLC와 주변 장치 간 통신을 위해 설계된 지점 간 프로토콜입니다.

직렬 링크에 헤더, 텍스트 종료 확인 및 오류 감지를 추가한 블록 전송을 제공하여 두 끝점 간의 안정적이고 구조화된 데이터 교환을 제공합니다. 3964(R)는 이전 SIMATIC S5 지점 간 연결에서 사용된 프로토콜이며 레거시 Siemens 장비와의 통신에 여전히 관련성이 있습니다.

RK 512(RS422에서만)는 원격 SIMATIC S5 또는 호환 장치의 데이터 영역을 읽고 쓰는 것을 지원하는 요청-응답 프로토콜입니다.

3964(R) 위에서 작동하며 메모리 매핑 액세스를 제공합니다. S7-300 CPU 프로그램은 RK 512 서비스 요청을 사용하여 원격 장치의 특정 데이터 주소에 읽거나 씁니다.

이 프로토콜은 CP 341의 직렬 링크를 이전 S5 데이터 교환 모델로 연결합니다.

Modbus RTU는 CP 341 펌웨어의 내장 드라이버가 아닙니다. 별도의 Modbus 마스터(6ES7870-1AA01-0YA0) 또는 Modbus 슬레이브(6ES7870-1AB01-0YA0) 드라이버를 CP 341에 로드해야 합니다.

로드되면 Modbus 드라이버는 Modbus RTU 프레이밍, 타이밍 및 기능 코드 구현을 처리하며, S7-300 CPU 프로그램은 STEP 7 기능 블록을 사용하여 CP 341의 공유 메모리 인터페이스를 통해 데이터를 교환합니다.

RS485의 Modbus RTU는 에너지 미터, 많은 제조업체의 VFD, 온도 컨트롤러 및 산업용 계측 장치의 주요 프로토콜입니다. Modbus 드라이버는 추가 하드웨어 없이 CP 341을 유능한 Modbus 마스터 또는 슬레이브로 변환합니다.

S7-300 프로그램과의 통합 — P_SEND 및 P_RCV

S7-300 CPU 프로그램의 관점에서 CP 341은 SIMATIC 지점 간 통신 라이브러리의 두 가지 표준 기능 블록을 통해 액세스됩니다. P_SEND(직렬 포트를 통해 데이터 버퍼 전송) 및 P_RCV(데이터 버퍼로 직렬 포트에서 데이터 수신)입니다.

이 블록들은 CPU의 래더 또는 구조화된 텍스트 프로그램에서 호출되며, 데이터 소스/대상, 데이터 길이 및 통신 매개변수를 지정합니다.

CPU 프로그램은 S7-300의 데이터 블록에 데이터를 쓰기 버퍼에 쓰고 P_SEND를 호출하면 CP 341이 데이터를 가져와 직렬 인터페이스를 통해 전송합니다. CPU는 직렬 타이밍, 핸드셰이킹 또는 프로토콜 프레이밍을 관리하지 않습니다.

마찬가지로, 직렬 인터페이스에 데이터가 도착하면 CP 341은 이를 버퍼링하고 P_RCV 블록의 상태 출력을 통해 CPU에 신호를 보냅니다. CPU는 수신된 데이터를 데이터 블록 버퍼에서 읽습니다. 이 아키텍처는 모든 직렬 처리를 CPU 스캔 주기에서 오프로드하여 느린 직렬 통신(9600 보드에서 100자리는 약 100ms 소요)이 CPU 프로그램 실행에 눈에 띄는 지연을 추가하지 않도록 합니다.

FAQ

Q1: 하나의 S7-300 CPU에서 여러 개의 CP 341 모듈을 동시에 사용할 수 있습니까?

예. 여러 개의 CP 341 모듈을 동일한 S7-300 랙에 설치할 수 있습니다(랙의 슬롯 수 및 전원 공급 장치 용량에 따라 다름). 각 모듈은 독립적인 직렬 포트를 제공합니다. 각 CP 341은 랙 슬롯 하나를 차지하며 모듈의 24V 전원과 백플레인에서 전력을 끌어옵니다.

CPU는 별도의 P_SEND / P_RCV 기능 블록 인스턴스를 사용하여 각 CP 341에 독립적으로 액세스하며, 주소 지정으로 데이터 교환 대상이 되는 CP를 구분합니다.

이를 통해 S7-300은 추가 하드웨어 없이도 여러 개의 독립적인 직렬 링크를 동시에 유지할 수 있습니다. 하나는 바코드 스캐너용, 하나는 Modbus RTU 에너지 미터용, 하나는 직렬 프린터용입니다.

Q2: RS422 모드와 RS485 모드의 차이점은 무엇이며, 모드는 어떻게 선택됩니까?

RS422은 4선 풀듀플렉스 차동 인터페이스입니다. 별도의 송수신 와이어 쌍으로 동시 양방향 통신이 가능합니다. 최대 1200m까지 지점 간 연결을 지원하며 3964(R) 및 RK512 프로토콜을 사용할 수 있습니다.

RS485는 2선 하프듀플렉스 차동 인터페이스입니다. 송수신이 번갈아 이루어지는 공유 버스 쌍입니다.

멀티드롭 구성(하나의 버스 세그먼트에 여러 장치 연결) 및 Modbus RTU를 지원하지만 3964(R) 또는 RK512는 사용할 수 없습니다. 

모드는 STEP 7의 CP 341 구성에서 선택됩니다. 물리적 15핀 Sub-D 커넥터 배선은 선택된 모드(RS422의 경우 4선, RS485의 경우 2선)와 일치해야 합니다.

Q3: 데이터시트에는 최대 115.2 kbit/s의 전송 속도가 언급되어 있습니다. Modbus RTU 드라이버가 이 속도를 지원합니까?

Modbus RTU는 115.2 kbit/s를 포함하여 CP 341에서 지원하는 모든 표준 보드 속도로 작동할 수 있습니다. 그러나 Modbus RTU의 실제 버스 속도는 일반적으로 버스상의 장치 기능에 의해 제한됩니다. 많은 Modbus 필드 장치(에너지 미터, 구형 VFD, 레거시 계측기)는 최대 19.2 또는 38.4 kbit/s만 지원합니다.

CP 341 구성은 RS485 버스의 모든 장치에서 지원하는 보드 속도로 설정해야 합니다. 

RS485 멀티드롭 네트워크의 경우 연결된 모든 장치에서 지원하는 가장 낮은 공통 보드 속도를 선택해야 합니다.

Q4: CP 341에 표준 패키지에 Modbus 드라이버가 포함되어 있습니까, 아니면 별도로 구매해야 합니까?

6ES7341-1CH02-0AE0의 표준 배송에는 구성 패키지 CD와 내장 ASCII, 3964(R), RK512 드라이버가 포함됩니다.

Modbus RTU는 포함되어 있지 않습니다. 별도로 구매해야 하는 로드 가능한 드라이버 소프트웨어가 필요합니다. Modbus 마스터(RTU)의 경우 카탈로그 번호 6ES7870-1AA01-0YA0, Modbus 슬레이브(RTU)의 경우 6ES7870-1AB01-0YA0입니다. 

이러한 Modbus 드라이버는 하드웨어 구성 프로세스의 일부로 STEP 7에서 CP 341에 로드됩니다.

Modbus와 표준 드라이버 모두 동일한 CP 341에서 공존할 수 있습니다. 하지만 각 통신 세션마다 한 번에 하나의 프로토콜만 활성화됩니다.

Q5: CP 341은 단종되었습니다. S7-300에서 RS485 직렬 통신을 위한 Siemens의 현재 대안은 무엇입니까?

Siemens는 CP 341 시리즈를 단종했습니다. 현재 SIMATIC S7-300 플랫폼의 경우, 분산 구성으로 작동할 때 직렬 통신은 일반적으로 CM PtP RS422/485(SIMATIC ET 200M 통신 모듈)로 처리됩니다.

새로운 기계 설계의 경우 Siemens는 CM PtP 통신 모듈(예: 6ES7541-1AB00-0AB0)을 갖춘 S7-1500 제품군으로 마이그레이션할 것을 권장합니다. 이 모듈은 TIA Portal의 CM PtP 기능 블록을 통해 RS422/RS485 직렬 통신을 제공합니다.

기존 S7-300 CP 341 설치 유지 보수의 경우, 모듈은 산업용 중고 시장을 통해 계속 사용할 수 있으며 Siemens 서비스는 S7-300 제품 수명 주기 내에서 CP 341을 계속 지원합니다.