CP343-2 作主站的AS-i 網(wǎng)絡的應用與維護

吳建華,明江勇,張文欣

（大冶有色金屬有限責任公司冶煉廠，湖北黃石 435005）

0 引言

AS-i（Actuator-Sensor-Interface，執(zhí)行器傳感器接口）用于現(xiàn)場自動化設備雙向數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，位于工廠自動化網(wǎng)絡的最低層，是自動化技術中一種簡單且成本低的解決方案。AS-i 已被列入IEC 62026 和國家標準，特別適合于連接需要傳送開關量信號的傳感器和執(zhí)行器，也可以傳送模擬量數(shù)據(jù)。它是單主站主從式網(wǎng)絡，每個網(wǎng)段只能有1 個AS-i 主站。AS-i 總線采用輪詢的方式傳送數(shù)據(jù)，AS-i 主站嚴格按照精確的時間間隔輪詢詢問每個從站，詢問后等待從站的響應。AS-i 使用電流調(diào)制的傳輸技術，以保證通信的高可靠性。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構允許使用總線型、樹形和星型。

CP343-2 用于S7-300 PLC 和分布式I/O 設備ET200M 的AS-i 主站，最多可連接62 個AS-i 從站并進行集成模擬值傳輸（符合擴展AS-i 技術規(guī)范V2.1）。在PLC 中占用的輸入、輸出數(shù)據(jù)映像區(qū)大小各為16 字節(jié)。當連接31 個從站時AS-i 總線輪詢時間為5 ms。當連接62 個從站時，總線輪詢時間為10 ms。

1 電解陽極準備機組AS-i 網(wǎng)絡在STEP7 上的組態(tài)與編程

大冶有色金屬公司電解陽極準備機組引進芬蘭Outotec（奧圖泰）公司的現(xiàn)代化機組，自動化程度高，它的AS-i 網(wǎng)絡選用西門子CP343-2 作為主站，在STEP7 硬件組態(tài)如圖1 所示。

圖1 CP343-2 在STEP7 上的組態(tài)

在STEP7 硬件組態(tài)中，CPU 選用的是CPU317F-2PN/DP，帶有1 個MPI/DP 接口和2 個以太網(wǎng)PROFINET 接口，在中央機架上第4，5 槽分別插入1 塊CP343-2 模塊。在AS-i 網(wǎng)絡中，標準從站選用的是IFM(易福門)AC2505 輸入模塊，具有4 個數(shù)字量輸入，AS-i 網(wǎng)絡中沒有連接輸出模塊。第4 插槽CP343-2主站模塊地址為PIB50-PIB65，共16 字節(jié)，帶14 個AC2505 標準輸入從站；第5 插槽CP343-2 主站模塊地址為PIB66-PIB81，共16 個字節(jié)，帶22 個AC2505 標準輸入從站；CP343-2 和標準的ASI 數(shù)字量輸入從站對應關系見表1。

表1 CP343-2 與ASI 從站的I 對應表

STEP7 硬件組態(tài)自動為每個CP343-2 主站分配1 個16 字節(jié)的輸入，并且為AS-i 網(wǎng)絡上的每個標準從站分配4 位（半個字節(jié)），如表1 所示。如果連接1 個4DI 的ASI 標準從站，其ASI 地址為1，在CPU 上的對應地址為PIB50 字節(jié)的0-3bit。第一個字節(jié)的另外4 個輸入位，保留給FC“ASI_3422””。

在OB1 組織塊上（圖2），中央機架上第4 槽的CP343-2 模塊系統(tǒng)自動分配的16 個字節(jié)，使用裝載指令L（LOAD）和傳送指令（TRANSFER）分別把PID50，PID54，PID58，PID62 等4 個雙字，傳送到MD1000，MD1004，MD1008，MD1012 中。中央機架上第5 槽CP343-2 模塊系統(tǒng)自動分配的16 個字節(jié)也用同樣的方法傳送給相應的存儲器雙字MD。

圖2 OB1 上的編程

2 CP343-2 組態(tài)AS-i 從站及維護

CP343-2 前面板（圖3）LED 指示燈SF，RUN，APF，CER，AUP，CM 的含義見表2。通過前面板LED 顯示，可以知道CP343-2 運行狀態(tài)（例如系統(tǒng)故障、AS-i 電源故障，組態(tài)錯誤等）和連接的所有AS-i 從站的激活情況。CP343-2 前面板使用的是20 針前置連接器，端子17、19 連接AS-i 電源的正極，端子18、20 連接AS-i 電源的負極。

使用CP343-2 面板上的SET 按鈕，能夠很方便的組態(tài)一個AS-i 網(wǎng)絡。所有連接的AS-i 從站都可通過SET 按鈕進行組態(tài)。不需要對CP343-2 進一步進行組態(tài)。使用SET 按鈕組態(tài)時，PLC 必須處于STOP模式。CP343-2 和所有已經(jīng)編址的AS-i從站連接到網(wǎng)絡中且AS-i 從站都有唯一的地址。其組態(tài)的步驟如下：

圖3 CP343-2 前面板

表2 CP343-2 狀態(tài)指示燈含義

圖4 CP343-2 前面板顯示檢測到和激活的AS-i 從站

（1）檢查CP343-2 是否處于“組態(tài)”模式（“CM”燈亮起）。如果“CM”燈不亮，使用SET 按鈕將CP343-2 更改為組態(tài)模式。

（2）檢查所有已經(jīng)編址的AS-i 從站連接到網(wǎng)絡中且AS-i 從站都有唯一的地址。

（3）按下SET 按鈕,CP343-2 檢測到的實際組態(tài)作為默認值存儲在非易失存儲器EEPROM 中。同時，“CM”燈熄滅，CP343-2 處于保護模式。

當沒有地址為0 的AS-i從站連接到AS-i 網(wǎng)絡時，才能從組態(tài)模式切換到保護模式。如果有一個從站地址為0 的連接到AS-i 網(wǎng)絡，按下SET 按鈕時，“SF”燈亮起。

可以通過CP343-2 面板上SET 按鈕下面的10 個數(shù)字以及“20+”和“10+”燈檢測從站是否激活。10 個數(shù)字亮可以同時顯示10 個從站的狀態(tài)，“20+”和“10+”燈亮表示從站地址應加20 或者加10。如圖4 所示，例1 中，數(shù)字1，2，5 燈亮，表示1，2 和5號從站是檢測到和激活的從站；例2 中，0，1，2 和“20+”燈亮，表示20，21 和22 號從站是檢測到和激活的從站。

3 結(jié)束語

大冶有色金屬公司電解陽極準備機組AS-i 網(wǎng)絡使用CP343-2 作為主站，自2012 年投產(chǎn)至今，故障率低，維護方便。CP343-2 作為AS-i 主站，當連接新的AS-i 從站或者更換有故障的AS-i 從站時，只需在面板前按相應的按鈕就可以進行組態(tài)，縮短了調(diào)試時間。當發(fā)生AS-i 故障時，使用前面板LED 燈進行故障診斷（例如AS-i 電源故障、組態(tài)錯誤、系統(tǒng)錯誤或從站發(fā)生故障等，）可以縮短停機和維修時間。