Модуль связи Siemens Simatic S7-1200 Profibus 6GK7243-5DX30-0XE0

Siemens 6GK7243-5DX30-0XE0 | SIMATIC NET CM 1243-5 — Модуль мастера PROFIBUS DP для S7-1200, 16 ведомых устройств, 9.6 кбит/с – 12 Мбит/с, 9-контактный Sub-D, 24 В пост. тока, 30×100×75 мм, 0.19 кг

Обзор

Siemens 6GK7243-5DX30-0XE0 представляет собой CM 1243-5 — коммуникационный модуль мастера PROFIBUS DP, который обеспечивает SIMATIC S7-1200 полное присутствие в сети PROFIBUS. S7-1200, текущая платформа ПЛК среднего класса от Siemens, была разработана с нуля вокруг PROFINET — ее ЦПУ включают встроенные интерфейсы PROFINET в стандартной комплектации. PROFIBUS, напротив, не доступен нативно на ЦПУ S7-1200. CM 1243-5 заполняет этот пробел, добавляя выделенный интерфейс мастера PROFIBUS DP, который подключается непосредственно к слоту расширения S7-1200 слева и работает независимо от интерфейса PROFINET ЦПУ.

Зачем новой установке S7-1200 может понадобиться PROFIBUS? Ответ почти всегда заключается в существующей базе установок. Тысячи заводов по всему миру используют сети PROFIBUS DP, построенные в 2000-х и 2010-х годах, подключая приводы, удаленные входы/выходы, приборы и системы безопасности.

Когда эти заводы обновляются до ЦПУ S7-1200 — мигрируя со старых платформ S7-200, S7-300 или S7-400 — существующие полевые устройства и кабели PROFIBUS не заменяются в рамках обновления контроллера. CM 1243-5 позволяет новому контроллеру S7-1200 взять на себя роль мастера DP, ранее занимаемую устаревшим ЦПУ, сохраняя всю инфраструктуру полевых устройств и перенося контроллер на текущую, поддерживаемую платформу.

Модуль одинаково актуален для новых установок S7-1200, где определенные полевые устройства — особенно проверенные приводы Siemens, такие как MICROMASTER 440 или более старые варианты G120 — доступны только с интерфейсами PROFIBUS.

CM 1243-5 делает эти устройства доступными для S7-1200 без необходимости замены полевых устройств.

Ключевые характеристики

Мастер PROFIBUS DP — 16 ведомых устройств, полный циклический ввод/вывод

CM 1243-5 работает как мастер DP класса 1, что означает, что он управляет циклическим обменом данными со всеми подключенными ведомыми устройствами PROFIBUS DP. В каждом цикле сканирования PROFIBUS CM 1243-5 отправляет выходные данные (значения процессов, уставки, управляющие слова) каждому ведомому устройству и получает входные данные (измерения, слова состояния, обратную связь) от каждого ведомого устройства, обновляя образ процесса ЦПУ S7-1200 входящими данными ведомых устройств и записывая выходные данные ЦПУ в ведомые устройства.

Ограничение в 16 ведомых устройств определяет максимальное количество ведомых устройств PROFIBUS DP, которыми CM 1243-5 может управлять одновременно. Каждое ведомое устройство занимает один адрес ведомого устройства DP в сети (адресация от 1 до 125), и общий объем входных/выходных данных от всех 16 ведомых устройств должен соответствовать пропускной способности обмена данными CM 1243-5.

Для большинства приложений S7-1200 PROFIBUS — от четырех до восьми приводов плюс несколько станций удаленного ввода/вывода — ограничение в 16 ведомых устройств является вполне достаточным. 

Для более крупных сетей PROFIBUS с десятками ведомых устройств S7-300 или S7-400 с их выделенными модулями CP PROFIBUS или встроенными портами PROFIBUS являются подходящей платформой, поскольку они поддерживают до 125 ведомых устройств DP на интерфейс мастера.

Скорость шины автоматически настраивается из файлов GSD (Generic Station Description) самого медленного ведомого устройства в сети — сеть работает на самой высокой общей скорости, которую поддерживают все установленные ведомые устройства.

Три службы связи на одном интерфейсе PROFIBUS

CM 1243-5 предоставляет три отдельные службы связи через свой единственный разъем PROFIBUS, и понимание того, какая служба используется, важно для устранения неполадок и проектирования сети:

Циклический мастер PROFIBUS DP: Основная служба — непрерывный, детерминированный по времени обмен данными ввода/вывода между CM 1243-5 (в качестве мастера) и его сконфигурированными ведомыми устройствами.

Это путь передачи данных для приводов, модулей ввода/вывода и технологических приборов. Время цикла зависит от скорости шины и общего объема данных, но обычно составляет несколько миллисекунд при нормальных скоростях PROFIBUS.

Связь PG/OP: Позволяет подключенному к шине PROFIBUS терминалу программирования STEP 7 или TIA Portal получать доступ к ЦПУ S7-1200 для онлайн-мониторинга, загрузки программ и диагностики — без необходимости отдельного подключения Ethernet к ЦПУ.

Это особенно полезно, когда сетевая инфраструктура предприятия не обеспечивает доступ по Ethernet к шкафу контроллера.

Связь S7 (PUT/GET): Позволяет S7-1200 обмениваться данными с другими ПЛК S7 в той же сети PROFIBUS, используя собственный протокол S7.

Более крупная система S7-400, действующая как диспетчерский контроллер предприятия, может взаимодействовать со станциями S7-1200 в сети PROFIBUS, используя функциональные блоки PUT/GET, считывая данные процесса и записывая уставки в S7-1200 без необходимости отдельного подключения Ethernet.

Установка и настройка в TIA Portal

CM 1243-5 подключается к левой стороне ЦПУ S7-1200 через системный разъем — тот же механический и электрический интерфейс, который используется другими коммуникационными модулями S7-1200. Он получает питание 24 В пост. тока через этот разъем от системного источника питания S7-1200, не требуя внешнего подключения питания.

Конфигурация выполняется полностью в представлении сети и устройств TIA Portal.

После добавления CM 1243-5 в стойку S7-1200 в конфигурации оборудования определяется сеть PROFIBUS (адрес шины, скорость), и каждое ведомое устройство добавляется из каталога оборудования TIA Portal с использованием файла GSD ведомого устройства.

Данные ввода/вывода ведомого устройства сопоставляются с блоками данных ПЛК или адресами ввода/вывода, и циклический обмен данными начинается автоматически после загрузки конфигурации и подачи питания на сеть.

CM 1243-5 работает независимо от активности PROFINET ЦПУ S7-1200 — две сети работают параллельно на одном ПЛК, при этом ЦПУ одновременно обменивается данными с ведомыми устройствами PROFIBUS через CM 1243-5 и с устройствами PROFINET через свой встроенный порт PROFINET.

Часто задаваемые вопросы

В1: Может ли CM 1243-5 выступать в качестве ведомого устройства PROFIBUS DP или только в качестве мастера?

CM 1243-5 является только мастером DP — он не может быть сконфигурирован как ведомое устройство DP. Это означает, что он не может получать циклические данные от вышестоящего мастера DP и перенаправлять их в ЦПУ S7-1200 в режиме ведомого устройства.

Для приложений, где S7-1200 должен выступать в качестве ведомого устройства PROFIBUS DP (подключение к диспетчерскому S7-400 или DCS в качестве мастера), требуется другой коммуникационный модуль — CM 1242-5 (6GK7242-5DX30-0XE0). CM 1242-5 обеспечивает функциональность ведомого устройства DP.

CM 1243-5 и CM 1242-5 являются различными модулями для различных ролей.

В2: Что такое файл GSD и как он используется при подключении ведомого устройства PROFIBUS к CM 1243-5?

Файл GSD (Generic Station Description) — это файл описания устройства, предоставляемый производителем ведомого устройства. Он описывает возможности ведомого устройства в сети PROFIBUS — поддерживаемые форматы данных, размеры данных ввода/вывода, параметры конфигурации и поддерживаемые скорости шины.

В TIA Portal файл GSD импортируется в каталог оборудования, а затем ведомое устройство добавляется в конфигурацию сети PROFIBUS, используя его свойства, определенные в GSD. 

Инструмент конфигурации TIA Portal считывает файл GSD, чтобы определить правильную структуру телеграммы для обмена данными между мастером CM 1243-5 и ведомым устройством.

Файлы GSD для продуктов Siemens доступны на портале Siemens Industry Online Support (SIOS), а файлы GSD для сторонних ведомых устройств доступны у соответствующих производителей устройств.

В3: Достаточно ли одного модуля CM 1243-5 для S7-1200, которому требуется как PROFIBUS, так и второй интерфейс Ethernet?

CM 1243-5 обеспечивает только функциональность PROFIBUS — никакой функциональности Ethernet. Если S7-1200 требуется второй интерфейс Ethernet (в дополнение к встроенному порту PROFINET ЦПУ), необходимо установить отдельный коммуникационный модуль для Ethernet (например, CP 1243-1).

S7-1200 может вмещать несколько коммуникационных модулей в своих слотах расширения слева, поэтому комбинация CM 1243-5 для PROFIBUS с CP 1243-1 для дополнительного Ethernet является допустимой конфигурацией, при условии соблюдения ограничений по количеству слотов и энергопотреблению конкретной модели ЦПУ S7-1200.

В4: Поддерживает ли CM 1243-5 изохронную работу PROFIBUS для приложений управления движением?

CM 1243-5 поддерживает стандартную циклическую связь PROFIBUS DP (мастер DP-V1 класса 1), но не предназначен для изохронного режима работы PROFIBUS DP-V2 (также известного как изохронный режим или синхронная по тактовым сигналам связь), используемого в высокоточных приложениях управления движением.

Для приложений, требующих синхронизации времени с точностью до микросекунд между приводами по PROFIBUS — например, для многоосевого скоординированного движения — подходящим решением является выделенная платформа управления движением (Siemens SIMOTION или S7-300/400 с CP, поддерживающим PROFIBUS DP-V2).

CM 1243-5 подходит для автоматизации процессов и машин, где стандартной циклической связи с временем цикла в миллисекунды достаточно.

В5: Может ли TIA Portal диагностировать неисправности ведомых устройств PROFIBUS через CM 1243-5?

Да. Онлайн-диагностика TIA Portal обеспечивает доступ к диагностической информации CM 1243-5, включая состояние каждого сконфигурированного ведомого устройства DP — правильно ли обменивается данными каждое ведомое устройство, находится ли оно в состоянии ошибки или отсутствует в сети.

Индивидуальная диагностика ведомых устройств (байты тревог, расширенные диагностические данные от устройств, поддерживающих DP-V1) доступны через представление устройств и сетей в TIA Portal в режиме онлайн при подключении к S7-1200 через PROFINET или USB. 

Сам CM 1243-5 генерирует диагностические сообщения в буфере системных диагностических сообщений S7-1200, если в сети PROFIBUS возникает неисправность, предоставляя временные метки и коды ошибок, которые помогают в анализе первопричин.