КАРТА ПРОЦЕССОРА СМИ 6GK1561-1AA00 6GK1 561-1AA00 6GK1561-1AAOO

Siemens 6GK1561-1AA00 | CP 5611 — 32-разрядный коммуникационный процессор PCI для PROFIBUS / MPI / PPI, от 9,6 кбит/с до 12 Мбит/с, изоляция 1000 В постоянного тока, защита от перенапряжения RS-485, PCI 2.1

Обзор

Siemens 6GK1561-1AA00 представляет собой CP 5611 — стандартный 32-разрядный коммуникационный процессор PCI, который подключает инженерный ПК или программирующее устройство Siemens (PG) к сетям PROFIBUS и MPI.

Для поколения оборудования автоматизации Siemens, построенного на базе S7-300, S7-400, SIMOREG 6RA70 и приводов SINAMICS с интерфейсами MPI или PROFIBUS DP, CP 5611 является картой, которая подключает рабочую станцию к шине — обеспечивая программирование STEP 7, доступ к параметрам привода через STARTER или DriveMonitor, управление технологическими устройствами через SIMATIC PDM и открытую связь PROFIBUS через FDL SEND/RECEIVE для интеграции пользовательских приложений.

Ключевой инженерной характеристикой карты является ее архитектура электрической изоляции и защиты.

Интерфейс RS-485 PROFIBUS изолирован от шины PCI ПК напряжением 1000 В постоянного тока, что предотвращает попадание токов земляной петли и синфазных напряжений, присутствующих в промышленных кабелях, во внутреннюю схему ПК.

В дополнение к изоляции порт RS-485 оснащен специальной схемой защиты, рассчитанной на импульсные токи до Ipp = 100 А (форма волны 10/700 мкс, 4 кВ согласно ITU-T K.20/21 и VDE 0433) и защиту от электростатического разряда ±15 кВ.

Это не рекомендательные функции — они отражают реальность сетей PROFIBUS, установленных вблизи мощных приводов электродвигателей, сварочного оборудования и больших контакторов, где электрическая среда включает в себя кондуктивные переходные процессы и события электростатического разряда, которые обычные трансиверы RS-485 не выдержали бы.

Автоматически восстанавливаемая защита от перегрузки по току на порту RS-485 устраняет специфический режим отказа: неисправность кабеля или неправильное подключение, которое подает постоянное напряжение на линии данных. Схема защиты CP 5611 позволяет порту выдерживать постоянную перегрузку по току 60 В без необратимых повреждений, а функция автоматического восстановления восстанавливает нормальную работу при устранении неисправности — вместо необходимости замены карты.

Ключевые характеристики

PROFIBUS DP против MPI — что поддерживает карта

CP 5611 работает как с PROFIBUS, так и с MPI — двумя физически схожими, но протокольно различными сетями, которые используют один и тот же кабель RS-485 и 9-контактный разъем Sub-D, но отличаются адресацией, моделью связи и максимальной скоростью передачи данных.

PROFIBUS DP это высокоскоростная полевая шина для распределенного ввода-вывода и связи с приводами.

Со скоростью до 12 Мбит/с это протокол циклического обмена данными между мастером и подчиненными устройствами между ПЛК и распределенными модулями ввода-вывода (серия ET 200), преобразователями частоты, сконфигурированными как подчиненные устройства PROFIBUS DP, и интеллектуальными полевыми устройствами.

Когда CP 5611 действует как мастер PROFIBUS DP с установленным программным обеспечением SOFTNET-PB DP, ПК может в реальном времени считывать и записывать данные ввода-вывода в подчиненные устройства PROFIBUS — функция, полезная для подключения SCADA, сбора данных и пользовательских инструментов конфигурирования.

В качестве подчиненного устройства DP (с SOFTNET-PB DP Slave) ПК выступает в качестве партнера по обмену данными для контроллера мастера PROFIBUS.

MPI (Multi-Point Interface) это проприетарный протокол программирования и межпроцессорной связи Siemens, родной для ПЛК S7-300 и более старых ПЛК S7-400. CP 5611 подключается к сетям MPI для обеспечения онлайн-программирования STEP 7 и мониторинга ПЛК S7-300, которые имеют MPI в качестве основного интерфейса — особенно актуально для устаревших машин, где ПЛК не был обновлен до модели с поддержкой PROFIBUS.

MPI работает на более низких скоростях передачи данных (обычно 187,5 кбит/с или 1,5 Мбит/с) и поддерживает меньшее количество узлов, чем PROFIBUS DP, но достаточен для инженерного доступа.

PPI (Point-to-Point Interface) это протокол связи систем SIMATIC S7-200 (микро-ПЛК).

CP 5611 поддерживает PPI для связи ПК с S7-200 с помощью программного обеспечения для программирования STEP 7 Micro/WIN — обеспечивая программирование и мониторинг ПЛК S7-200 с той же карты, которая используется для доступа к S7-300/400.

Связь с приводами — STARTER и DriveMonitor

Одним из наиболее распространенных применений CP 5611 в установленной базе является аппаратный интерфейс для конфигурирования и диагностики приводов с помощью инструментов Siemens STARTER и DriveMonitor.

Приводы SINAMICS (G120, S120) и приводы SIMOREG DC-MASTER 6RA70 поддерживают соединения PROFIBUS DP для инженерного доступа, а CP 5611 обеспечивает физическое соединение ПК с PROFIBUS, которое требуется этим инструментам.

При конфигурировании привода инженер устанавливает CP 5611 в ноутбук или рабочий ПК, подключается по кабелю PROFIBUS к шинному разъему привода и использует STARTER для загрузки набора параметров привода, запускает мастера конфигурирования, выполняет автонастройку идентификации двигателя и отслеживает значения процесса в реальном времени во время тестовых запусков.

DriveMonitor предоставляет аналогичный доступ для приводов постоянного тока SIMOREG 6RA70.

Оба инструмента полагаются на коммуникационный уровень PG/OP, который CP 5611 предоставляет нативно, без необходимости дополнительных лицензий на программное обеспечение, кроме самих инструментов.

SIMATIC PDM (Process Device Management) распространяет тот же подход на интеллектуальные полевые приборы PROFIBUS — расходомеры, датчики давления и позиционеры, которые поддерживают PROFIBUS PA или PROFIBUS DP с профилями EDD (Electronic Device Description).

CP 5611 служит шлюзом к сегменту PROFIBUS для доступа PDM к конфигурации и диагностике устройств.

Слот PCI и совместимость с ПК

CP 5611 устанавливается в стандартный 32-разрядный слот PCI 2.1 — обычный параллельный слот PCI, который был стандартным интерфейсом расширения настольных ПК в конце 1990-х и 2000-х годах. Большинство настольных ПК, произведенных примерно с 1995 по 2010 год, включают как минимум один слот PCI; многие включают три или более.

Промышленные ПК и компьютеры в стоечном исполнении, используемые в диспетчерских и шкафах управления, обычно дольше сохраняли слоты PCI, чем потребительские настольные ПК, и продолжают включать их на некоторых промышленных материнских платах.

CP 5611 не подходит для слотов PCIe (PCI Express) — более позднего стандарта, который заменил обычный PCI на большинстве современных материнских плат.

Для инженерных рабочих станций на базе PCIe преемником является карта CP 5622 (6GK1562-2AA00), которая использует интерфейс PCIe X1 и обеспечивает эквивалентную связь PROFIBUS и MPI.

Часто задаваемые вопросы

В1: CP 5611 использует обычный слот PCI. Какой современный интерфейс инженерной рабочей станции следует указывать для новых установок?

CP 5611 (6GK1561-1AA00) и его прямой преемник CP 5611 A2 (6GK1561-1AA01) используют 32-разрядный слот PCI, который отсутствует на большинстве материнских плат текущего поколения.

Для новых инженерных рабочих станций и ноутбуков со слотами PCIe подходящей картой является CP 5622 (6GK1562-2AA00), которая обеспечивает те же функции PROFIBUS DP и MPI через карту PCIe X1, подходящую для любого слота PCIe (x1, x4, x8 или x16).

CP 5622 поддерживает 32-разрядные и 64-разрядные операционные системы Windows.

В2: Может ли один CP 5611 одновременно подключаться к сетям PROFIBUS DP и MPI?

Нет. CP 5611 имеет один физический интерфейс RS-485, подключенный к одному 9-контактному порту Sub-D. Он подключается к одной сети за раз — либо к сегменту PROFIBUS, либо к сегменту MPI.

Режим связи карты (DP или MPI) устанавливается в программном обеспечении SIMATIC NET во время конфигурации и соответствует физической сети, к которой подключен кабель.

Для одновременного доступа к двум сетям требуются две карты.

В3: Какое программное обеспечение необходимо для использования CP 5611 с STEP 7 для программирования ПЛК?

CP 5611 требует собственного драйвера, который входит в пакет программного обеспечения SIMATIC NET PC. После установки драйвера и настройки карты в SIMATIC NET, STEP 7 (Classic) получает доступ к карте через стандартный интерфейс PG/OP — дополнительные лицензии не требуются для базового программирования ПЛК, мониторинга и диагностики.

Дополнительные пакеты SOFTNET (SOFTNET-PB DP, SOFTNET-PB S7) требуются для работы в режиме DP Master/Slave во время выполнения и для связи S7 PUT/GET из пользовательских приложений ПК.

В4: Карта рассчитана на температуру от 0 до +70 °C. Можно ли ее использовать в шкафу управления, где температура может быть выше?

Рабочий диапазон 0–70 °C относится к внутренней рабочей температуре карты, которая определяется температурой окружающей среды внутри корпуса ПК плюс самонагрев карты (2,0 Вт).

Температура в шкафу управления, превышающая +50 °C, является обычным явлением летом или в плохо вентилируемых корпусах — если ПК, содержащий карту, находится внутри такого шкафа, внутренняя температура ПК может превысить номинальные значения карты и вызвать проблемы с надежностью. 

Для сред с высокой температурой карту следует устанавливать в отдельно вентилируемый или кондиционируемый корпус ПК, либо использовать альтернативную платформу промышленного ПК с соответствующим тепловым режимом.

В5: Порт RS-485 имеет защиту от перенапряжения, рассчитанную на Ipp = 100 А. Защищает ли это от прямых ударов молнии в кабель PROFIBUS?

Схема защиты от перенапряжения предназначена для кондуктивных переходных процессов, которые распространяются по экранам кабелей и сигнальным проводникам — тип перенапряжения, индуцируемый в кабельных трассах вблизи силового оборудования или поступающий в здание по внешнему кабелю.

Номинал Ipp = 100 А (10/700 мкс) охватывает импульсные токи, типичные для этих сценариев.

Прямые удары молнии в кабель или кабельную трассу включают гораздо более высокие уровни энергии, которые превышают номинальные значения схемы защиты. 

Для сегментов PROFIBUS, проложенных вне помещений или между зданиями, на входах в здания следует устанавливать специальные ограничители перенапряжения в дополнение к встроенной защите карты.