CP343-2作主站的AS-i网络的应用与维护

吴建华,明江勇,张文欣

（大冶有色金属有限责任公司冶炼厂，湖北黄石 435005）

0 引言

AS-i（Actuator-Sensor-Interface，执行器传感器接口）用于现场自动化设备双向数据通信网络，位于工厂自动化网络的最低层，是自动化技术中一种简单且成本低的解决方案。AS-i已被列入IEC 62026和国家标准，特别适合于连接需要传送开关量信号的传感器和执行器，也可以传送模拟量数据。它是单主站主从式网络，每个网段只能有1个AS-i主站。AS-i总线采用轮询的方式传送数据，AS-i主站严格按照精确的时间间隔轮询询问每个从站，询问后等待从站的响应。AS-i使用电流调制的传输技术，以保证通信的高可靠性。网络拓扑结构允许使用总线型、树形和星型。

CP343-2用于S7-300 PLC和分布式I/O设备ET200M的AS-i主站，最多可连接62个AS-i从站并进行集成模拟值传输（符合扩展AS-i技术规范V2.1）。在PLC中占用的输入、输出数据映像区大小各为16字节。当连接31个从站时AS-i总线轮询时间为5 ms。当连接62个从站时，总线轮询时间为10 ms。

1 电解阳极准备机组AS-i网络在STEP7上的组态与编程

大冶有色金属公司电解阳极准备机组引进芬兰Outotec（奥图泰）公司的现代化机组，自动化程度高，它的AS-i网络选用西门子CP343-2作为主站，在STEP7硬件组态如图1所示。

图1 CP343-2在STEP7上的组态

在STEP7硬件组态中，CPU选用的是CPU317F-2PN/DP，带有1个MPI/DP接口和2个以太网 PROFINET接口，在中央机架上第4，5槽分别插入1块CP343-2模块。在AS-i网络中，标准从站选用的是IFM(易福门)AC2505输入模块，具有4个数字量输入，AS-i网络中没有连接输出模块。第4插槽CP343-2主站模块地址为PIB50-PIB65，共16字节，带14个AC2505标准输入从站；第5插槽CP343-2主站模块地址为PIB66-PIB81，共16个字节，带22个AC2505标准输入从站；CP343-2和标准的ASI数字量输入从站对应关系见表1。

表1 CP343-2与ASI从站的I对应表

STEP7硬件组态自动为每个CP343-2主站分配1个16字节的输入，并且为AS-i网络上的每个标准从站分配4位（半个字节），如表1所示。如果连接1个4DI的ASI标准从站，其ASI地址为1，在CPU上的对应地址为PIB50字节的0-3bit。第一个字节的另外4个输入位，保留给FC“ASI_3422””。

在OB1组织块上（图2），中央机架上第4槽的CP343-2模块系统自动分配的16个字节，使用装载指令L（LOAD）和传送指令（TRANSFER）分别把 PID50，PID54，PID58，PID62等 4个双字，传送到 MD1000，MD1004，MD1008，MD1012 中。中央机架上第5槽CP343-2模块系统自动分配的16个字节也用同样的方法传送给相应的存储器双字MD。

图2 OB1上的编程

2 CP343-2组态AS-i从站及维护

CP343-2 前面板（图 3）LED 指示灯 SF，RUN，APF，CER，AUP，CM的含义见表2。通过前面板LED显示，可以知道CP343-2运行状态（例如系统故障、AS-i电源故障，组态错误等）和连接的所有AS-i从站的激活情况。CP343-2前面板使用的是20针前置连接器，端子17、19连接AS-i电源的正极，端子18、20 连接 AS-i电源的负极。

使用CP343-2面板上的SET按钮，能够很方便的组态一个AS-i网络。所有连接的 AS-i从站都可通过SET按钮进行组态。不需要对CP343-2进一步进行组态。使用SET按钮组态时，PLC必须处于STOP模式。CP343-2和所有已经编址的AS-i从站连接到网络中且AS-i从站都有唯一的地址。其组态的步骤如下：

图3 CP343-2前面板

（1）检查 CP343-2是否处于“组态”模式（“CM”灯亮起）。如果“CM”灯不亮，使用SET按钮将CP343-2更改为组态模式。

表2 CP343-2状态指示灯含义

图4 CP343-2前面板显示检测到和激活的AS-i从站

（2）检查所有已经编址的AS-i从站连接到网络中且AS-i从站都有唯一的地址。

（3）按下SET按钮,CP343-2检测到的实际组态作为默认值存储在非易失存储器EEPROM中。同时，“CM”灯熄灭，CP343-2处于保护模式。

当没有地址为0的AS-i从站连接到AS-i网络时，才能从组态模式切换到保护模式。如果有一个从站地址为0的连接到AS-i网络，按下SET按钮时，“SF”灯亮起。

可以通过CP343-2面板上SET按钮下面的10个数字以及“20+”和“10+”灯检测从站是否激活。10个数字亮可以同时显示10个从站的状态，“20+”和“10+”灯亮表示从站地址应加20或者加10。如图4所示，例1中，数字1，2，5灯亮，表示1，2和5号从站是检测到和激活的从站；例2中，0，1，2和“20+”灯亮，表示20，21和22号从站是检测到和激活的从站。

3 结束语

大冶有色金属公司电解阳极准备机组AS-i网络使用CP343-2作为主站，自2012年投产至今，故障率低，维护方便。CP343-2作为AS-i主站，当连接新的AS-i从站或者更换有故障的AS-i从站时，只需在面板前按相应的按钮就可以进行组态，缩短了调试时间。当发生AS-i故障时，使用前面板 LED灯进行故障诊断（ 例如AS-i电源故障、组态错误、系统错误或从站发生故障等，）可以缩短停机和维修时间。