La unidad central de procesamiento 6ES7315-2EH14-0AB0 6ES7 315-2EH14-0AB0 6ES7315-2EH14-OABO

Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 | SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP — 384KB Memoria de Trabajo, MPI/DP + PROFINET 2-Puerto Switch, PROFIBUS DP Maestro/Esclavo, PROFINET IO Controlador/Dispositivo

Descripción general

El Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 es la CPU 315-2 PN/DP — la CPU S7-300 de gama media que integra conectividad PROFIBUS DP y PROFINET en un solo módulo, lo que la convierte en el centro natural de un sistema de automatización distribuido que necesita abarcar ambos mundos simultáneamente.

Con 384 KB de memoria de trabajo y 0,05 microsegundos por operación de bit, se sitúa cómodamente por encima de las CPUs S7-300 de nivel de entrada y maneja la complejidad lógica típica de la automatización de máquinas a mediana escala sin el coste de hardware adicional de las variantes de gama alta CPU 317 o CPU 319.

La característica definitoria de la variante de hardware -2EH14 es la arquitectura de doble interfaz: una interfaz maneja la comunicación PROFIBUS DP y MPI (conectándose a variadores, racks de E/S distribuidas y dispositivos de programación a través del bus de campo establecido), mientras que la segunda interfaz proporciona PROFINET sobre Ethernet con un switch integrado de dos puertos.

Ese switch no es un detalle cosmético — permite que la CPU participe en una topología de anillo PROFINET o en cadena sin necesidad de un switch Ethernet externo, reduciendo el número de componentes de hardware en el panel.

Dos dispositivos pueden conectarse directamente a los puertos PROFINET de la CPU; una conexión va hacia arriba al maestro PROFINET o a la estación de ingeniería, y la otra continúa hacia abajo al siguiente dispositivo en la cadena.

PROFIBUS DP y PROFINET sirviendo a diferentes partes de la misma instalación simultáneamente es el caso de uso principal para esta CPU.

Una instalación típica podría utilizar PROFIBUS DP (a través de la interfaz 1) para comunicarse con variadores existentes y módulos de E/S distribuidas más antiguos que preceden a PROFINET, mientras utiliza PROFINET (a través de la interfaz 2) para estaciones de E/S remotas ET 200SP más nuevas, variadores compatibles con PROFINET como SINAMICS G120, y para la programación y conectividad HMI a través de la red Ethernet de la planta.

Especificaciones clave

PROFIBUS DP Maestro y Esclavo — Roles Duales en una Interfaz

La interfaz 1 de la CPU 315-2 PN/DP maneja tanto MPI como PROFIBUS DP, y el modo PROFIBUS DP puede ejecutarse en dos roles distintos que pueden coexistir en el diseño del sistema:

Maestro DP: La CPU inicia el intercambio cíclico de datos con hasta 124 esclavos PROFIBUS DP — módulos de E/S (ET 200M, ET 200S, ET 200B), variadores (SINAMICS, SIMODRIVE, inversores de terceros), instrumentos y cualquier otro esclavo PROFIBUS DP.

Como maestro, la CPU posee la temporización del bus, asigna direcciones y recorre los datos de proceso de cada esclavo en cada ciclo del bus DP.

La velocidad máxima de datos PROFIBUS es de 12 Mbit/s.

Esclavo DP (inteligencia distribuida): La CPU puede actuar simultáneamente como esclavo PROFIBUS DP para un maestro de nivel superior. En esta configuración, una parte de la memoria de E/S de la CPU se mapea como una interfaz de esclavo DP — un controlador maestro lee y escribe estas áreas de memoria para comandar la CPU y recibir informes de estado, mientras que la CPU ejecuta su propio programa de forma independiente.

Este es el modelo de "inteligencia distribuida": múltiples nodos de CPU inteligentes en una línea de producción, cada uno gestionando su propia sección de maquinaria, coordinados por un maestro supervisor a través de interfaces de esclavo PROFIBUS DP.

Controlador PROFINET IO y Dispositivo IO — Ambos Simultáneamente

La interfaz PROFINET soporta de manera similar roles de maestro (Controlador IO) y esclavo (Dispositivo IO):

Controlador IO: La CPU controla dispositivos PROFINET IO — estaciones de E/S distribuidas, módulos de E/S de seguridad, variadores compatibles con PROFINET — intercambiando datos de proceso cíclicos.

El Controlador IO distribuye los datos de E/S a la imagen de proceso de la CPU para su uso en el programa de control.

Dispositivo IO (dispositivo compartido): La CPU también aparece como un Dispositivo PROFINET IO para otro Controlador IO, con un área definida de su propia memoria mapeada como la interfaz de Dispositivo IO. Esto permite arquitecturas de control jerárquicas donde un Controlador PROFINET IO supervisor coordina múltiples CPUs, cada una de las cuales también está gestionando sus propias E/S locales y variadores como Controlador IO.

La función de dispositivo compartido requiere que la CPU tenga la versión de firmware V5.3 o posterior.

Arquitectura de Memoria y la Tarjeta de Memoria Micro

La CPU 315-2 PN/DP almacena su programa ejecutable en la memoria de trabajo (384 KB de RAM integrada) y su programa guardado en la memoria de carga.

La memoria de carga en esta CPU se proporciona exclusivamente a través de la Tarjeta de Memoria Micro (MMC) — una tarjeta de memoria flash propietaria de Siemens que se inserta en la ranura MMC dedicada en la cara frontal de la CPU. La MMC no se incluye con la CPU y debe pedirse por separado.

La MMC cumple tres funciones: almacena el programa de usuario que se copia a la memoria de trabajo al encenderse; contiene el firmware de la CPU para actualizaciones de hardware; y sirve como medio de retención de datos — los datos almacenados en la MMC (a través de las funciones de retención de STEP 7 u operaciones explícitas de guardado de datos S7) sobreviven a los ciclos de alimentación sin necesidad de una batería.

La CPU no tiene batería por defecto, lo que significa que el comportamiento de los datos retentivos depende de la MMC para el almacenamiento no volátil.

Los tamaños de MMC varían de 64 KB a 8 MB, y el tamaño apropiado depende de la longitud del programa de usuario y de los requisitos de almacenamiento de datos.

Una CPU 315-2 PN/DP que ejecuta un programa complejo de máquina multieje con grandes bloques de datos puede requerir una MMC de 512 KB o 2 MB.

Lenguajes de Programación y la Cadena de Herramientas STEP 7

La CPU 315-2 PN/DP se configura y programa utilizando SIMATIC STEP 7 Professional (Classic) o TIA Portal V13 y posteriores.

Se admiten todos los lenguajes de programación estándar IEC 61131-3:

LAD (Diagrama de Escalera) y FBD (Diagrama de Bloques de Funciones) son los lenguajes gráficos para la programación de lógica discreta, ambos familiares para ingenieros con experiencia en esquemas eléctricos.

STL (Lista de Instrucciones) es el lenguaje de bajo nivel basado en texto que compila al ejecutable más eficiente para rutinas críticas en tiempo.

SCL (Lenguaje de Control Estructurado) es un lenguaje de alto nivel derivado de Pascal para aritmética y algoritmos complejos.

CFC (Gráfico de Funciones Continuas) proporciona un entorno de programación gráfico basado en conexiones adecuado para el control continuo y la coordinación de variadores.

GRAPH soporta la programación de diagramas de funciones secuenciales para secuencias de máquina paso a paso con condiciones de transición.

La CPU también soporta privacidad de bloques (cifrado) a través de la privacidad de bloques S7, que permite a los desarrolladores de programas distribuir bloques FB/FC/DB en forma cifrada — ejecutándose en la CPU pero no legibles por el usuario final, protegiendo algoritmos de control propietarios.

Preguntas frecuentes

P1: La CPU requiere una Tarjeta de Memoria Micro. ¿Qué tamaño de MMC es apropiado para aplicaciones típicas?

El tamaño de la MMC depende principalmente del tamaño del programa de usuario y de si se planea almacenar datos en la tarjeta. Una MMC de 128 KB admite programas de máquina típicos en el rango de 50-80 KB. Los programas con grandes bloques de datos, extensas bibliotecas de funciones o colecciones de OB/FC/FB para coordinación multieje pueden requerir 512 KB o más.

El tamaño de la MMC no tiene ningún efecto en la velocidad de ejecución del programa — la memoria de trabajo (384 KB) limita el tamaño del programa en tiempo de ejecución, no la MMC. En caso de duda, una MMC de 2 MB o 4 MB proporciona un margen cómodo para el crecimiento del programa sin penalización de coste, ya que la diferencia de precio es modesta.

P2: ¿Puede la CPU 315-2 PN/DP reemplazar a una CPU 315-2 DP (sin PROFINET) en un sistema existente?

Sí, con consideraciones de hardware. La CPU 315-2 PN/DP encaja físicamente en la misma ranura del carril S7-300 que otras variantes de CPU 315.

La función de maestro PROFIBUS DP en la interfaz 1 es compatible — las configuraciones PROFIBUS DP existentes de la CPU reemplazada se pueden importar. La interfaz PROFINET 2 es adicional y no entra en conflicto con la configuración PROFIBUS. La principal verificación de compatibilidad es la versión de firmware y STEP 7: la -2EH14 requiere STEP 7 V5.5 SP4 o posterior para funcionalidad completa. 

Se debe evaluar la MMC existente de la CPU reemplazada — si contiene una versión de firmware compatible y el programa de usuario encaja, se puede transferir; de lo contrario, se recomienda una nueva MMC.

P3: ¿Cuántos dispositivos PROFINET IO puede controlar la CPU 315-2 PN/DP como Controlador IO?

El número máximo exacto de dispositivos PROFINET IO por Controlador IO está determinado por la versión de firmware de la CPU y la cantidad total de datos de E/S cíclicos.

La CPU 315-2 PN/DP soporta hasta 16 conexiones activas en todos los protocolos simultáneamente (incluyendo TCP/IP, ISO-on-TCP y UDP). Las conexiones PROFINET IO consumen de este grupo.

En la práctica, las instalaciones con 10-20 dispositivos PROFINET IO (estaciones ET 200SP, variadores) están bien dentro de la capacidad de la CPU con una planificación de conexiones adecuada. Para instalaciones que requieren más nodos PROFINET IO, se debe evaluar la CPU 319-3 PN/DP.

P4: La CPU tiene un servidor web integrado. ¿Qué información expone?

El servidor web integrado proporciona una interfaz de diagnóstico accesible desde el navegador que muestra el estado de la CPU (modo de operación, tiempo de ciclo de escaneo, versión de firmware), diagnósticos de módulos para el rack S7-300 y sus módulos de E/S, y conexiones de comunicación activas.

Se pueden desplegar páginas web definidas por el usuario en el servidor web a través de STEP 7 para mostrar valores de proceso, estados de alarma o datos de producción en un navegador sin necesidad de hardware HMI dedicado.

Se accede al servidor web a través de la dirección IP de la interfaz PROFINET y no requiere instalación de software adicional en el PC de acceso más allá de un navegador web estándar.

P5: ¿Cuál es la diferencia entre -0AB0 y posibles revisiones de hardware anteriores de la CPU 315-2 PN/DP?

Siemens utiliza letras de revisión de hardware (la última parte del número de pedido, por ejemplo, -0AB0) para rastrear cambios de ingeniería en el hardware físico manteniendo una compatibilidad total de software.

La revisión -0AB0 de la CPU 315-2 PN/DP incorpora actualizaciones a nivel de componente en relación con revisiones anteriores.

Desde la perspectiva del usuario, todas las revisiones de hardware de la CPU 315-2 PN/DP son funcionalmente idénticas y compatibles con software — el mismo proyecto STEP 7 se ejecuta en cualquier revisión de hardware.

Siemens documenta los cambios de hardware en el sistema de notificación de cambios de producto (PCN), pero estos cambios no afectan la configuración o el programa del usuario.