吳建華,明江勇,張文欣

（大冶有色金屬有限責(zé)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(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備雙向數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，位于工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的最低層，是自動(dòng)化技術(shù)中一種簡(jiǎn)單且成本低的解決方案。AS-i 已被列入IEC 62026 和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，特別適合于連接需要傳送開(kāi)關(guān)量信號(hào)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(luò)，每個(gè)網(wǎng)段只能有1 個(gè)AS-i 主站。AS-i 總線采用輪詢(xún)的方式傳送數(shù)據(jù)，AS-i 主站嚴(yán)格按照精確的時(shí)間間隔輪詢(xún)?cè)儐?wèn)每個(gè)從站，詢(xún)問(wèn)后等待從站的響應(yīng)。AS-i 使用電流調(diào)制的傳輸技術(shù)，以保證通信的高可靠性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許使用總線型、樹(shù)形和星型。

CP343-2 用于S7-300 PLC 和分布式I/O 設(shè)備ET200M 的AS-i 主站，最多可連接62 個(gè)AS-i 從站并進(jìn)行集成模擬值傳輸（符合擴(kuò)展AS-i 技術(shù)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(dāng)連接31 個(gè)從站時(shí)AS-i 總線輪詢(xún)時(shí)間為5 ms。當(dāng)連接62 個(gè)從站時(shí)，總線輪詢(xún)時(shí)間為10 ms。

1 電解陽(yáng)極準(zhǔn)備機(jī)組AS-i 網(wǎng)絡(luò)在STEP7 上的組態(tài)與編程

大冶有色金屬公司電解陽(yáng)極準(zhǔn)備機(jī)組引進(jìn)芬蘭Outotec（奧圖泰）公司的現(xiàn)代化機(jī)組，自動(dòng)化程度高，它的AS-i 網(wǎng)絡(luò)選用西門(mén)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(gè)MPI/DP 接口和2 個(gè)以太網(wǎng)PROFINET 接口，在中央機(jī)架上第4，5 槽分別插入1 塊CP343-2 模塊。在AS-i 網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)準(zhǔn)從站選用的是IFM(易福門(mén))AC2505 輸入模塊，具有4 個(gè)數(shù)字量輸入，AS-i 網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)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(gè)AC2505 標(biāo)準(zhǔn)輸入從站；第5 插槽CP343-2 主站模塊地址為PIB66-PIB81，共16 個(gè)字節(jié)，帶22 個(gè)AC2505 標(biāo)準(zhǔn)輸入從站；CP343-2 和標(biāo)準(zhǔn)的ASI 數(shù)字量輸入從站對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

表1 CP343-2 與ASI 從站的I 對(duì)應(yīng)表

STEP7 硬件組態(tài)自動(dòng)為每個(gè)CP343-2 主站分配1 個(gè)16 字節(jié)的輸入，并且為AS-i 網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從站分配4 位（半個(gè)字節(jié)），如表1 所示。如果連接1 個(gè)4DI 的ASI 標(biāo)準(zhǔn)從站，其ASI 地址為1，在CPU 上的對(duì)應(yīng)地址為PIB50 字節(jié)的0-3bit。第一個(gè)字節(jié)的另外4 個(gè)輸入位，保留給FC“ASI_3422””。

在OB1 組織塊上（圖2），中央機(jī)架上第4 槽的CP343-2 模塊系統(tǒng)自動(dòng)分配的16 個(gè)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(gè)雙字，傳送到MD1000，MD1004，MD1008，MD1012 中。中央機(jī)架上第5 槽CP343-2 模塊系統(tǒng)自動(dòng)分配的16 個(gè)字節(jié)也用同樣的方法傳送給相應(yīng)的存儲(chǔ)器雙字MD。

圖2 OB1 上的編程

2 CP343-2 組態(tài)AS-i 從站及維護(hù)

CP343-2 前面板（圖3）LED 指示燈SF，RUN，APF，CER，AUP，CM 的含義見(jiàn)表2。通過(guò)前面板LED 顯示，可以知道CP343-2 運(yùn)行狀態(tài)（例如系統(tǒng)故障、AS-i 電源故障，組態(tài)錯(cuò)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(fù)極。

使用CP343-2 面板上的SET 按鈕，能夠很方便的組態(tài)一個(gè)AS-i 網(wǎng)絡(luò)。所有連接的AS-i 從站都可通過(guò)SET 按鈕進(jìn)行組態(tài)。不需要對(duì)CP343-2 進(jìn)一步進(jìn)行組態(tài)。使用SET 按鈕組態(tài)時(shí)，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(luò)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(cè)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(luò)中且AS-i 從站都有唯一的地址。

（3）按下SET 按鈕,CP343-2 檢測(cè)到的實(shí)際組態(tài)作為默認(rèn)值存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器EEPROM 中。同時(shí)，“CM”燈熄滅，CP343-2 處于保護(hù)模式。

當(dāng)沒(méi)有地址為0 的AS-i從站連接到AS-i 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，才能從組態(tài)模式切換到保護(hù)模式。如果有一個(gè)從站地址為0 的連接到AS-i 網(wǎng)絡(luò)，按下SET 按鈕時(shí)，“SF”燈亮起。

可以通過(guò)CP343-2 面板上SET 按鈕下面的10 個(gè)數(shù)字以及“20+”和“10+”燈檢測(cè)從站是否激活。10 個(gè)數(shù)字亮可以同時(shí)顯示10 個(gè)從站的狀態(tài)，“20+”和“10+”燈亮表示從站地址應(yīng)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(hào)從站是檢測(cè)到和激活的從站；例2 中，0，1，2 和“20+”燈亮，表示20，21 和22 號(hào)從站是檢測(cè)到和激活的從站。

3 結(jié)束語(yǔ)

大冶有色金屬公司電解陽(yáng)極準(zhǔn)備機(jī)組AS-i 網(wǎng)絡(luò)使用CP343-2 作為主站，自2012 年投產(chǎn)至今，故障率低，維護(hù)方便。CP343-2 作為AS-i 主站，當(dāng)連接新的AS-i 從站或者更換有故障的AS-i 從站時(shí)，只需在面板前按相應(yīng)的按鈕就可以進(jìn)行組態(tài)，縮短了調(diào)試時(shí)間。當(dāng)發(fā)生AS-i 故障時(shí)，使用前面板LED 燈進(jìn)行故障診斷（例如AS-i 電源故障、組態(tài)錯(cuò)誤、系統(tǒng)錯(cuò)誤或從站發(fā)生故障等，）可以縮短停機(jī)和維修時(shí)間。