Процессор связи Simatic S7-400 Profibus Siemens CP 443-5 Basic 6GK7443-5FX02-0XE0

Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 | SIMATIC NET CP 443-5 Basic — Процессор связи PROFIBUS для S7-400, FMS / S7 / PG/OP, 9.6кбит/с–12Мбит/с, 48 соединений, прошивка V4.0+

Обзор

Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 — это CP 443-5 Basic — процессор связи PROFIBUS, который подключает ПЛК SIMATIC S7-400 к сетям PROFIBUS. В архитектуре связи S7-400 встроенный порт MPI центрального процессора обрабатывает доступ для программирования и простые подключения HMI на умеренной скорости, но подключение S7-400 к активной сети PROFIBUS — в качестве ведомого устройства DP, станции FMS или равноправного узла в топологии связи S7 — требует выделенного модуля CP.

CP 443-5 Basic — это именно такой модуль для базовых требований к подключению PROFIBUS.

Обозначение «Basic» отличает этот модуль от CP 443-5 Extended (серия 6GK7443-5DX), который добавляет возможность мастера PROFIBUS DP для управления распределенными входами/выходами.

CP 443-5 Basic ориентирован на связь FMS и S7 — промышленный обмен сообщениями и обмен данными между ПЛК — без цикла сканирования мастера DP, который предоставляет версия Extended. 

Для систем S7-400, которым требуется функциональность мастера PROFIBUS DP для управления распределенными входами/выходами ET 200, подходящим выбором является версия Extended; для систем S7-400, участвующих в PROFIBUS в качестве равноправного узла обмена данными, достаточно версии Basic при более низкой стоимости.

Ревизия -FX02-0XE0 представляет собой значительное улучшение по сравнению с предшествующими вариантами -FX01 и -FX00: прошивка V4.0 в этой версии обеспечивает до трех раз более высокую производительность связи по сравнению с более ранними аппаратными ревизиями CP 443-5 Basic, сохраняя при этом полную обратную совместимость с сетями PROFIBUS и конфигурациями STEP 7, созданными для более раннего оборудования.

Ключевые характеристики

Многопротокольная работа — FMS, PG/OP и связь S7

CP 443-5 Basic работает в многопротокольном режиме, одновременно обрабатывая три различных службы связи PROFIBUS на одном физическом интерфейсе RS-485:

PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification) — это протокол прикладного уровня, определенный стандартом IEC 61158 для однорангового и клиент-серверного обмена данными между ПЛК, станциями DCS, приводами и системами оператора.

FMS определяет структурированные объекты данных, службы чтения/записи и отчеты о событиях — это был предпочтительный уровень приложения PROFIBUS для связи на уровне предприятия в 1990-х и 2000-х годах.

CP 443-5 Basic предоставляет службы связи FMS, позволяя S7-400 обмениваться данными с другими устройствами, поддерживающими FMS, в сети PROFIBUS.

Совместимая с S5 связь PG/OP сохраняет функциональность подключения для программирования и подключения панели оператора через сеть PROFIBUS.

Терминал программирования STEP 7, подключенный к любому узлу в сети PROFIBUS, может получить доступ к S7-400 через его CP 443-5 Basic, получая доступ к центральному процессору для загрузки/выгрузки программ, онлайн-мониторинга и диагностики. 

С прошивкой V4.0 и STEP 7 V5.0 или выше функции шины PG расширяются на несколько подсетей.

Связь S7 предоставляет собственный высокоэффективный протокол Siemens для обмена данными между ПЛК — пару служб PUT/GET, которая позволяет одному центральному процессору S7 читать или записывать блоки данных в другом центральном процессоре S7 через PROFIBUS.

Ограничение в 48 соединений определяет, сколько одновременных связей FMS и S7 управляет CP 443-5 Basic одновременно.

Улучшение производительности в ревизии -FX02

6GK7443-5FX02-0XE0 является вехой в истории продукта CP 443-5 Basic с точки зрения аппаратной ревизии.

По сравнению с предыдущей ревизией -FX01-0XE0, аппаратное обеспечение -FX02 с прошивкой V4.0 достигает до трех раз более высокой производительности связи — это означает более быструю пропускную способность данных по соединениям FMS и S7, более быстрый отклик доступа PG и лучшую общую отзывчивость в сетях PROFIBUS с высокой нагрузкой.

Это улучшение производительности полностью прозрачно для сети — модуль -FX02 устанавливается как прямая замена модулям -FX01 и -FX00 без каких-либо изменений конфигурации в STEP 7 HW Config или в параметрах сети PROFIBUS.

Существующие проекты STEP 7, в которых были указаны более ранние ревизии, продолжают работать с установленным -FX02.

Совместимость с S7-400H — системы высокой доступности

CP 443-5 Basic полностью совместим с конфигурациями центральных процессоров высокой доступности S7-400H. В резервированной системе S7-400H — где два стойки центральных процессоров работают параллельно, поддерживая горячее резервирование — каждая стойка обычно несет свой собственный CP 443-5 Basic, обеспечивая резервированные пути связи PROFIBUS.

В случае переключения стойки центрального процессора (планового или вызванного сбоем) путь связи PROFIBUS через CP выжившей стойки продолжается без прерывания с точки зрения сети.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем разница между CP 443-5 Basic и CP 443-5 Extended, и как выбрать между ними?

CP 443-5 Basic обрабатывает функции FMS, связи S7 и PG/OP — это станция PROFIBUS для одноранговой связи и доступа для программирования.

CP 443-5 Extended добавляет функциональность мастера PROFIBUS DP, позволяя S7-400 сканировать ведомые устройства DP (распределенные входы/выходы ET 200, приводы, датчики) с детерминированным тактовым циклом. 

Если приложение требует, чтобы S7-400 действовал как мастер DP, управляющий распределенными полевыми устройствами, необходима версия Extended. 

Если S7-400 требуется только для обмена данными с другими ПЛК или HMI через PROFIBUS FMS или связь S7 — без управления сканированием ведомых устройств DP — подходит версия Basic и она дешевле.

В2: Можно ли установить несколько модулей CP 443-5 Basic в одну стойку S7-400?

Да, в стойку S7-400 можно установить несколько модулей CP 443-5, в зависимости от количества слотов в стойке и мощности источника питания (каждый модуль потребляет 1А от шины 5В). Установка нескольких модулей CP 443-5 позволяет S7-400 участвовать в нескольких независимых сетях PROFIBUS одновременно или увеличить доступное количество соединений для приложений, требующих более 48 одновременных соединений FMS/S7.

Общее количество CP в системе S7-400 ограничено правилами конфигурации системы Siemens, которые определяют максимальное количество CP в зависимости от типа центрального процессора и других установленных модулей.

В3: Требует ли CP 443-5 Basic определенной версии STEP 7 или программного обеспечения NCM S7 для конфигурации?

CP 443-5 Basic конфигурируется в STEP 7 с помощью инструмента Hardware Configuration (HW Config), который включает файл GSD модуля CP и драйвер для автоматической поддержки конфигурации.

Для функций шины PG, охватывающих несколько подсетей PROFIBUS — одна из расширенных функций, представленных в ревизии -FX01 и улучшенных в -FX02 — требуется STEP 7 версии V5.0 или выше на терминале программирования.

Базовая конфигурация FMS и связи S7 работает с более ранними совместимыми версиями STEP 7.

В4: Модуль снят с производства. Совместимо ли аппаратное обеспечение -FX02-0XE0 с более поздними или текущими заменами CP Siemens?

CP 443-5 Basic входил в линейку коммуникационных модулей S7-400, которую Siemens постепенно снимала с производства по мере достижения платформой S7-400 запланированного конца продаж.

Для систем S7-400, все еще находящихся в производстве, CP 443-5 остается доступным через рынок промышленного избыточного оборудования. Для новых проектов автоматизации Siemens рекомендует платформу S7-1500 с соответствующим коммуникационным модулем CM 1542-5 для подключения PROFIBUS. 

Миграция с CP 443-5 на эквивалент текущего поколения требует адаптации проекта STEP 7/TIA Portal и, возможно, обновления топологии сети, поскольку S7-1500 и S7-400 используют разные конструкции задней панели стойки.

В5: Как осуществляется терминация шины PROFIBUS с 9-контактным разъемом Sub-D CP 443-5 Basic?

Шина PROFIBUS подключается с помощью стандартного разъема шины PROFIBUS (из серии 6ES7972 или эквивалентных сторонних разъемов), который имеет встроенные переключатели терминации шины. 9-контактный разъем Sub-D CP 443-5 Basic напрямую принимает разъем шины PROFIBUS.

На двух физических концах сегмента PROFIBUS переключатель терминации разъема шины устанавливается в положение ON, активируя внутренние резисторы терминации 390 Ом/220 Ом, соответствующие характеристическому импедансу кабеля.

Промежуточные узлы (не на физических концах) имеют переключатели терминации в положении OFF. Сам CP 443-5 Basic не обеспечивает терминацию с программным управлением — правильная физическая терминация шины является ответственностью кабельной системы.