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

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

（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。

（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。