CP343-2作主站的AS-i網絡的應用與維護

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，執行器傳感器接口）用于現場自動化設備雙向數據通信網絡，位于工廠自動化網絡的最低層，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行器，也可以傳送模擬量數據。它是單主站主從式網絡，每個網段只能有1個AS-i主站。AS-i總線采用輪詢的方式傳送數據，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使用電流調制的傳輸技術，以保證通信的高可靠性。網絡拓撲結構允許使用總線型、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技術規范V2.1）。在PLC中占用的輸入、輸出數據映像區大小各為16字節。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網絡在STEP7上的組態與編程

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

圖1 CP343-2在STEP7上的組態

在STEP7硬件組態中，CPU選用的是CPU317F-2PN/DP，帶有1個MPI/DP接口和2個以太網 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網絡中，標準從站選用的是IFM(易福門)AC2505輸入模塊，具有4個數字量輸入，AS-i網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，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，帶22個AC2505標準輸入從站；CP343-2和標準的ASI數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硬件組態自動為每個CP343-2主站分配1個16字節的輸入，并且為AS-i網絡上的每個標準從站分配4位（半個字節），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字節的0-3bit。第一個字節的另外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模塊系統自動分配的16個字節，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模塊系統自動分配的16個字節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（例如系統故障、AS-i電源故障，組態錯誤等）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，能夠很方便的組態一個AS-i網絡。所有連接的 AS-i從站都可通過SET按鈕進行組態。不需要對CP343-2進一步進行組態。使用SET按鈕組態時，PLC必須處于STOP模式。CP343-2和所有已經編址的AS-i從站連接到網絡中且AS-i從站都有唯一的地址。其組態的步驟如下：

圖3 CP343-2前面板

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

表2 CP343-2狀態指示燈含義

圖4 CP343-2前面板顯示檢測到和激活的AS-i從站

（2）檢查所有已經編址的AS-i從站連接到網絡中且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網絡時，才能從組態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個數字以及“20+”和“10+”燈檢測從站是否激活。10個數字亮可以同時顯示10個從站的狀態，“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 結束語

大冶有色金屬公司電解陽極準備機組AS-i網絡使用CP343-2作為主站，自2012年投產至今，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，縮短了調試時間。當發生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、組態錯誤、系統錯誤或從站發生故障等，）可以縮短停機和維修時間。