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GE 
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Programmable Control Products 
RX7i & RX3i CPU Reference Manual 
GFK-2222W  
PACSystems* 
RX7i & RX3i CPU 
Reference 
Manual 
GFK-2222W
August 2015 
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GFK-2222W 
August 2015 
i 
Table of Contents 
RX7i & RX3i CPU Reference Manual GFK-2222W ........................................................................................ iv 
Table of Contents................................................................................................................................................ i 
Table of Figures ................................................................................................................................................. vi 
Chapter 1 
Introduction ............................................................................................................................ 1 
1.1 
Revisions in this Manual ............................................................................................................. 2 
1.2 
PACSystems Control System Overview .................................................................................... 4 
1.2.1
Programming and Configuration ................................................................................................................................... 4
1.2.2
Process Systems ...................................................................................................................................................................... 4
1.2.3
PACSystems CPU Model ...................................................................................................................................................... 5
1.3 
RX3i Overview ............................................................................................................................... 6 
1.4 
RX7i Overview ............................................................................................................................... 8 
1.5 
Migrating Series 90 Applications to PACSystems .................................................................. 9 
1.6 
PACSystems Documentation ................................................................................................... 10 
Chapter 2 
CPU Features & Specifications .......................................................................................... 11 
2.1 
Common CPU Features ............................................................................................................. 12 
2.1.1
Features Shared by All PACSystems CPU Models ................................................................................................12
2.1.2
Features Shared by Certain PACSystems CPU Models .....................................................................................12
2.1.3
Firmware Storage in Flash Memory ............................................................................................................................13
2.1.4
Operation, Protection, and Module Status ..............................................................................................................13
2.1.5
Ethernet Global Data...........................................................................................................................................................13
2.1.6
OPC UA........................................................................................................................................................................................14
2.1.7
Removable Data Storage Devices (RDSDs) .............................................................................................................14
2.2 
RX3i CPU Features and Specifications ................................................................................... 19 
2.2.1
CPE330 ........................................................................................................................................................................................23
2.2.2
CPE305 and CPE310 ............................................................................................................................................................29
2.2.3
CPU315 and CPU320/CRU320 .......................................................................................................................................38
2.2.4
CPU310 .......................................................................................................................................................................................41
2.3 
RX7i CPU Features and Specifications ................................................................................... 43 
2.3.1
CPE030/CRE030 and CPE040/CRE040 .......................................................................................................................47
2.3.2
CPE010, CPE020 and CRE020 .........................................................................................................................................49
2.3.3
RX7i Embedded Ethernet Interface .............................................................................................................................51
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Contents 
ii 
PACSystems* RX7i & RX3i CPU Reference Manual 
GFK-2222W 
Chapter 3 
CPU Configuration ............................................................................................................... 57 
3.1 
Configuring the CPU .................................................................................................................. 58 
3.2 
Configuration Parameters........................................................................................................ 59 
3.2.1
Settings Parameters ............................................................................................................................................................59
3.2.2
Modbus TCP Address Map................................................................................................................................................61
3.2.3
Scan Parameters ...................................................................................................................................................................62
3.2.4
Memory Parameters ...........................................................................................................................................................65
3.2.5
Fault Parameters...................................................................................................................................................................67
3.2.6
Redundancy Parameters (Redundancy CPUs Only) ...........................................................................................69
3.2.7
Transfer List .............................................................................................................................................................................69
3.2.8
COM1 and COM2 Parameters ........................................................................................................................................69
3.2.9
Scan Sets Parameters ........................................................................................................................................................73
3.2.10
Power Consumption Parameters .................................................................................................................................73
3.2.11
Access Control ........................................................................................................................................................................74
3.3 
Storing (Downloading) Hardware Configuration ................................................................. 75 
3.4 
Configuring the Embedded Ethernet Interface .................................................................... 76 
3.4.1
Establishing Initial Ethernet Communications.......................................................................................................77
3.4.2
Setting a Temporary IP Address ....................................................................................................................................78
Chapter 4 
CPU Operation ..................................................................................................................... 81 
4.1 
CPU Sweep ................................................................................................................................... 82 
4.1.1
Parts of the CPU Sweep .....................................................................................................................................................83
4.1.2
CPU Sweep Modes ................................................................................................................................................................86
4.2 
Program Scheduling Modes ..................................................................................................... 89 
4.3 
Window Modes ........................................................................................................................... 89 
4.4 
Data Coherency in Communications Windows .................................................................... 89 
4.5 
Run/Stop Operations ................................................................................................................. 90 
4.5.1
CPU STOP Modes ...................................................................................................................................................................91
4.5.2
STOP-to-RUN Mode Transition .......................................................................................................................................93
4.5.3
RUN/STOP Switch Operation ..........................................................................................................................................93
4.6 
Flash Memory Operation .......................................................................................................... 94 
4.7 
Logic/Configuration Source and CPU Operating Mode at Power-Up .............................. 95 
4.7.1
CPU Mode when Memory Not Preserved/Power-up Source is Flash ........................................................96
4.7.2
CPU Mode when Memory Preserved ..........................................................................................................................96
4.8 
Clocks and Timers ...................................................................................................................... 97 
4.8.1
Elapsed Time Clock ..............................................................................................................................................................97
4.8.2
Time-of-Day Clock ................................................................................................................................................................97
VB.NET PowerPoint: VB Code to Draw and Create Annotation on PPT
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Contents 
GFK-2222W 
August 2015 
iii 
4.8.3
Watchdog Timer ....................................................................................................................................................................98
4.9 
System Security ........................................................................................................................ 100 
4.9.1
Passwords and Privilege Levels - Legacy Mode ................................................................................................ 100
4.9.2
OEM Protection – Legacy Mode ................................................................................................................................. 102
4.9.3
Enhanced Security for Passwords and OEM Protection ................................................................................ 103
4.9.4
Legacy/Enhanced Security Comparison ............................................................................................................... 104
4.10 
PACSystems I/O System .......................................................................................................... 105 
4.10.1
I/O Configuration................................................................................................................................................................ 106
4.10.2
Genius I/O .............................................................................................................................................................................. 108
4.10.3
I/O System Diagnostic Data Collection .................................................................................................................. 110
4.11 
Power-Up and Power-Down Sequences .............................................................................. 112 
4.11.1
Power-Up Sequence......................................................................................................................................................... 112
4.11.2
Power-Down Sequence .................................................................................................................................................. 114
4.11.3
Power Cycle Operation with an Energy Pack ...................................................................................................... 114
4.11.4
Retention of Data Memory Across Power Failure ............................................................................................. 116
Chapter 5 
Communications ............................................................................................................... 117 
5.1 
Ethernet Communications ..................................................................................................... 118 
5.1.1
Embedded Ethernet Interface ..................................................................................................................................... 118
5.1.2
Ethernet Interface Modules .......................................................................................................................................... 122
5.2 
Serial Communications ........................................................................................................... 123 
5.2.1
Serial Port Communications Capabilities .............................................................................................................. 123
5.2.2
Configurable STOP Mode Protocols ......................................................................................................................... 124
5.2.3
Serial Port Pin Assignments .......................................................................................................................................... 124
5.2.4
Serial Port Electrical Isolation ...................................................................................................................................... 128
5.2.5
Serial Cable Lengths and Shielding .......................................................................................................................... 129
5.2.6
Serial Port Baud Rates ..................................................................................................................................................... 130
5.3 
Series 90-70 Communications and Intelligent Option Modules ...................................... 131 
5.3.1
Communications Coprocessor Module (CMM) ................................................................................................... 131
5.3.2
Programmable Coprocessor Module (PCM) ......................................................................................................... 132
5.3.3
DLAN/DLAN+ (Drives Local Area Network) Interface ...................................................................................... 133
Chapter 6 
Serial I/O, SNP & RTU Protocols ...................................................................................... 135 
6.1 
Configuring Serial Ports Using COMMREQ Function 65520 ............................................. 136 
6.1.1
COMMREQ Function Example ..................................................................................................................................... 136
6.1.2
Timing ....................................................................................................................................................................................... 136
6.1.3
Sending Another COMMREQ to the Same Port .................................................................................................. 136
6.1.4
Invalid Port Configuration Combinations .............................................................................................................. 137
6.1.5
COMMREQ Command Block Parameter Values ................................................................................................ 137
6.1.6
Example COMMREQ Command Blocks for Serial Port Setup function .................................................. 138
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Contents 
iv 
PACSystems* RX7i & RX3i CPU Reference Manual 
GFK-2222W 
6.2 
Serial I/O Protocol .................................................................................................................... 141 
6.2.1
Calling Serial I/O COMMREQs from the CPU Sweep ........................................................................................ 141
6.2.2
Compatibility ........................................................................................................................................................................ 141
6.2.3
Status Word for Serial I/O COMMREQs ................................................................................................................... 141
6.2.4
Serial I/O COMMREQ Commands .............................................................................................................................. 143
6.2.5
Overlapping COMMREQs ................................................................................................................................................ 144
6.2.6
Initialize Port Function (4300) ...................................................................................................................................... 145
6.2.7
Set Up Input Buffer Function (4301) ......................................................................................................................... 146
6.2.8
Flush Input Buffer Function (4302) ............................................................................................................................ 147
6.2.9
Read Port Status Function (4303) .............................................................................................................................. 148
6.2.10
Write Port Control Function (4304) ........................................................................................................................... 150
6.2.11
Cancel COMMREQ Function (4399) ........................................................................................................................... 151
6.2.12
Autodial Function (4400) ................................................................................................................................................ 152
6.2.13
Write Bytes Function (4401) ......................................................................................................................................... 154
6.2.14
Read Bytes Function (4402) .......................................................................................................................................... 155
6.2.15
Read String Function (4403) ......................................................................................................................................... 157
6.3 
RTU Slave Protocol ................................................................................................................... 159 
6.3.1
Message Format ................................................................................................................................................................. 160
6.3.2
Cyclic Redundancy Check (CRC) ................................................................................................................................. 165
6.3.3
RTU Message Descriptions ........................................................................................................................................... 169
6.3.4
RTU Scratch Pad ................................................................................................................................................................. 185
6.3.5
Communication Errors .................................................................................................................................................... 186
6.3.6
RTU Slave/SNP Slave Operation with Programmer Attached .................................................................... 189
6.4 
SNP Slave Protocol ................................................................................................................... 190 
6.4.1
Permanent Datagrams ................................................................................................................................................... 190
6.4.2
Communication Requests (COMMREQs) for SNP .............................................................................................. 190
Appendix A Performance Data ................................................................................................................... 191 
A-1 Boolean Execution Times ..................................................................................................................... 192 
A-1.1
Boolean Execution Measurements (ms per 1000 Boolean executions) ................................................ 192
A-2 Instruction Timing ................................................................................................................................. 193 
A-2.1
Overview ................................................................................................................................................................................. 193
A-2.2
CPU Version Information ................................................................................................................................................ 194
A-2.3
RX3i Instruction Times ..................................................................................................................................................... 195
A-2.4
RX7i Instruction Times ..................................................................................................................................................... 208
A-3 Overhead Sweep Impact Times .......................................................................................................... 219 
A-3.1
Base Sweep Times ............................................................................................................................................................. 220
A-3.2
What the Sweep Impact Tables Contain ............................................................................................................... 222
A-3.3
Programmer Sweep Impact Times ........................................................................................................................... 223
A-3.4
I/O Scan and I/O Fault Sweep Impact..................................................................................................................... 224
A-3.5
Ethernet Global Data Sweep Impact ....................................................................................................................... 231
A-3.6
EGD Sweep Impact for Embedded Ethernet Interface on RX3i CPE305 and CPE310 ................... 234
Contents 
GFK-2222W 
August 2015 
v 
A-3.7
Sweep Impact of Intelligent Option Modules ...................................................................................................... 237
A-3.8
I/O Interrupt Performance and Sweep Impact .................................................................................................. 239
A-3.9
Timed Interrupt Performance ...................................................................................................................................... 242
A-3.10
Example of Predicted Sweep Time Calculation ................................................................................................ 243
Appendix B User Memory Allocation ......................................................................................................... 245 
B-1 Items that Count Against User Memory ........................................................................................... 246 
B-2 User Program Memory Usage ............................................................................................................. 247 
B-2.1
%L and %P Program Memory ..................................................................................................................................... 247
B-2.2
Program Logic and Overhead ..................................................................................................................................... 247
Contents 
vi 
PACSystems* RX7i & RX3i CPU Reference Manual 
GFK-2222W 
Table of Figures 
Figure 1: CPE330 Front View & Features ___________________________________________________________ 23
Figure 2: CPE330 RUN/STOP Switch and RDSD Switches _______________________________________________ 25
Figure 3: Location and Orientation of Real-Time Clock Battery in CPE330 _________________________________ 27
Figure 4: IC695CPE305 Front View ________________________________________________________________ 29
Figure 5: IC695CPE310 Front View ________________________________________________________________ 29
Figure 6: External Features of CPE305 _____________________________________________________________ 31
Figure 7: External Features of CPE310 _____________________________________________________________ 31
Figure 8: Accessing Real-Time Clock Battery (CPE305 and CPE310) ______________________________________ 34
Figure 9: Sample Tool for Coin Battery Extraction ____________________________________________________ 35
Figure 10: IC695CPU320 Front View _______________________________________________________________ 38
Figure 11: IC695CPU310 Front View _______________________________________________________________ 41
Figure 12: CPE040 Front View ____________________________________________________________________ 47
Figure 13: CPE010 Front View ____________________________________________________________________ 49
Figure 14: PME Expansion of PACSystems Target ____________________________________________________ 58
Figure 15: Downloading Hardware Config to CPU ____________________________________________________ 75
Figure 16: Selecting Embedded Ethernet for Configuration _____________________________________________ 76
Figure 17: Set Temporary IP Address ______________________________________________________________ 78
Figure 18: Major Phases of a Typical CPU Sweep _____________________________________________________ 83
Figure 19: Typical Sweeps in Normal Sweep Mode ___________________________________________________ 86
Figure 20: Typical Sweeps in Constant Sweep Mode __________________________________________________ 87
Figure 21: Typical Sweeps in Constant Window Mode _________________________________________________ 88
Figure 22: CPU Sweep in Stop-I/O Disabled and Stop-I/O Enabled Modes _________________________________ 91
Figure 23: CPE330 Overlapping Local IP Subnet Example _____________________________________________ 119
Figure 24: Expected Response Path ______________________________________________________________ 120
Figure 25: Actual Response Path _________________________________________________________________ 120
Figure 26: RTU Message Transactions ____________________________________________________________ 160
Figure 27: RTU Read Output Table Example ________________________________________________________ 163
Figure 28: CRC Register Operation _______________________________________________________________ 165
Figure 29: RTU Read Output Table Message Format _________________________________________________ 169
Figure 30: RTU Read Input Table Message Format __________________________________________________ 170
Figure 31: RTU Read Registers Message Format ____________________________________________________ 171
Figure 32: RTU Read Analog Inputs Message Format ________________________________________________ 172
Figure 33: RTU Force Single Output Message Format ________________________________________________ 173
Figure 34: RTU Preset Single Register Message Format ______________________________________________ 174
Figure 35: RTU Read Exception Status Message Format ______________________________________________ 175
Figure 36: RTU Loopback/Maintenance Message Format _____________________________________________ 176
Figure 37: RTU Force Multiple Outputs Message Format _____________________________________________ 178
Figure 38: RTU Preset Multiple Registers Message Format ____________________________________________ 179
Figure 39: RTU Report Device Type Message Format ________________________________________________ 180
Figure 40: RTU Read Scratch Pad Memory Message Format __________________________________________ 184
Figure 41: RTU Error Response Format ____________________________________________________________ 186
Figure 42: Interrupt Execution Considerations ______________________________________________________ 240
GFK-2222W 
August 2015 
1 
Chapter 1
Introduction 
This manual contains general information about PACSystems CPU operation and product features. 
Chapter 1 provides a general introduction to the PACSystems family of products, including new 
features, product overviews, and a list of related documentation. 
CPU Features & Specifications are provided in Chapter 2. 
Installation procedures are described in the PACSystems RX7i Installation Manual, GFK-2223 and the 
PACSystems RX3i System Manual, GFK-2314.  
CPU Programming is covered in PACSystems RX7i and RX3i CPU Programmer’s Reference Manual, 
GFK-2950. It provides an overview of program structure and describes the various languages which 
may be used, their syntax and operation, and provides examples. 
CPU Configuration is described in Chapter 3. Configuration using the proprietary Proficy Machine 
Edition (PME) programming and configuration software package determines characteristics of CPU, 
System and module operation. It also establishes the program references used by each module in 
the system. For details on configuration of the embedded RX7i Ethernet interface as well as the rack-
based RX7i and RX3i Ethernet Interface modules, refer to PACSystems RX7i & RX3i TCP/IP Ethernet 
Communications User Manual, GFK-2224. 
CPU Operation is described in Chapter 4. 
Ethernet Communications and Serial Communications are described in Chapter 5. 
Serial I/O, SNP & RTU Protocols are described in Chapter 6. 
Performance Data, including Instruction Timing is provided in Appendix A. 
User Memory Allocation is described in Appendix B. 
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