Nuovo processore di comunicazione Siemens 6GK7443-1EX30-0XE0 o 6GK74431EX300XE0

Siemens 6GK7443-1EX30-0XE0 | SIMATIC NET CP 443-1 — S7-400 PROFINET IO Controller / Dual RJ45 / 100 Mbit/s / ERTEC 400 / PROFIenergy / IP ACL

Perché l'S7-400 ha bisogno di un CP e cosa aggiunge il CP 443-1

La gamma di CPU S7-400, compresa la CPU 417H di punta, comprende interfacce MPI e Profibus DP a livello di CPU. Ciò che non include è una porta Ethernet o PROFINET. Ogni collegamento Ethernet di un S7-400 necessita di un CP 443-1 nel rack.

Il CP 443-1 non è un adattatore di rete passivo, ma un processore di comunicazione indipendente con un proprio chip di rete ERTEC 400, una propria RAM e un proprio firmware che gestisce tutti i compiti Ethernet senza consumare tempo di elaborazione della CPU S7-400.

Una CPU che esegue un programma PID in cascata impegnativo non è influenzata dagli scambi ciclici PROFINET IO, dalle transazioni TCP/IP o dalle richieste PUT/GET S7. Il CP 443-1 rileva tutti questi in modo indipendente e presenta i risultati alla CPU ad intervalli definiti tramite il backplane S7-400. Per un controllore di processo in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7 in un'applicazione critica dell'impianto, questa separazione architetturale tra controllo di processo e comunicazione di rete rappresenta un vero vantaggio operativo.

Specifiche chiave

Switch integrato a 2 porte: topologia di linea senza switch esterni

Le due porte RJ45 del CP 443-1 non sono due collegamenti di rete indipendenti, bensì formano uno switch Ethernet integrato a 2 porte. Per le installazioni PROFINET IO, ciò consente la topologia lineare (concatenata a margherita): il cavo di rete corre dalla porta RJ45 di un dispositivo a quella successiva senza alcuno switch intermedio in ciascuna stazione. Una linea di produzione di venti dispositivi corre su un unico percorso di cavi; nessuno spazio sul pannello consumato dagli switch intermedi, nessun costo hardware aggiuntivo per segmento.

Per installazioni di impianti più grandi in cui è più appropriata la topologia a stella tramite uno switch gestito centralmente, entrambe le porte RJ45 si collegano alla stella tramite una delle porte.

PROFINET IO Controller: trasparente per il programma della CPU

Il CP 443-1 gestisce l'intero scambio dati ciclico con tutti i PROFINET IO Device progettati. Le stazioni decentrate ET 200SP, ET 200M, ET 200MP, gli azionamenti compatibili con PROFINET ed i dispositivi di sicurezza scambiano ciclicamente i dati di processo con il CP 443-1. Il CP mappa i dati del dispositivo in ingresso nell'immagine di processo della CPU S7-400 e riscrive i comandi di uscita della CPU nei dispositivi. Il programma S7-400 legge e scrive indirizzi I/O PLC standard: nessun blocco di comunicazione, nessuna primitiva di rete. La configurazione utilizza il file GSDML del dispositivo in STEP 7 o TIA Portal.

PROFIenergy — Gestione coordinata dello standby

Durante le pause di produzione pianificate, PROFIenergy comanda a tutti i dispositivi collegati di entrare simultaneamente in stati di basso consumo definiti: rallenta e disattiva le ventole di raffreddamento; Le stazioni IO riducono le uscite di alimentazione interna; i dispositivi con componenti meccanici bloccano le posizioni. Un singolo comando di riattivazione ripristina tutti i dispositivi in ​​condizioni di prontezza operativa in una sequenza controllata.

Questo approccio coordinato evita l'aumento di potenza simultaneo quando tutti i dispositivi si avviano contemporaneamente. Per le strutture che mirano alla conformità alla norma ISO 50001 o che gestiscono i costi energetici come una spesa operativa significativa, PROFIenergy tramite CP 443-1 fornisce l'infrastruttura a livello di controller per un risparmio energetico strutturato.

Domande frequenti

D1: È possibile montare più unità CP 443-1 nello stesso rack S7-400?

Sì, in una stazione S7-400 possono funzionare fino a 4 moduli CP 443-1 come PROFINET IO Controller (in combinazione con altri limiti di tipi di moduli). Ogni CP gestisce in modo indipendente i propri PROFINET IO Device assegnati. Se un CP 443-1 raggiunge il limite del volume dei dispositivi o dei dati I/O, la distribuzione dei dispositivi su due CP riduce il carico per CP e riduce proporzionalmente i tempi di ciclo di aggiornamento IO.

D2: Il CP 443-1 funziona nei sistemi ridondanti S7-400H?

Sì per la comunicazione S7 (PUT/GET, collegamenti di supervisione). Per PROFINET IO nei sistemi H gli IO Device con funzionalità di ridondanza di sistema S2 o R1 mantengono collegamenti simultanei a due controllori CP 443-1, uno sul rack CPU attivo e l'altro in standby. In caso di guasto della CPU attiva gli IO Device reindirizzano la comunicazione PROFINET al CP di riserva senza perdita di dati. Non tutti gli IO Device supportano questa ridondanza PROFINET del sistema H; verificare dalla documentazione di compatibilità GSDML di ciascun dispositivo.

Q3: Cos'è l'avvio rapido e quando è importante?

Fast Startup preconfigura i parametri di rete di un dispositivo IO nell'archiviazione non volatile, ignorando le fasi standard di rilevamento IP e negoziazione della topologia all'accensione. Il tempo di avvio scende da diversi secondi a meno di un secondo. Ciò è importante laddove il tempo di riavvio della macchina influisce sulla produzione: stazioni di assemblaggio automobilistico, macchine per l'imballaggio e applicazioni in cui qualsiasi ritardo dopo la riattivazione dell'arresto di emergenza costa il tempo del ciclo. Per le installazioni fisse standard in cui qualche secondo in più all'avvio non ha importanza, è sufficiente l'avvio PROFINET standard.

Q4: Quali informazioni vengono visualizzate dalla diagnostica web integrata?

Un browser web standard nella rete dell'impianto accede al server web integrato del CP 443-1 – non è necessaria l'installazione di software. Vengono visualizzati: lo stato e la configurazione del CP, tutti gli stati di collegamento degli IO Device progettati, la diagnostica a livello di unità per le stazioni ET 200S/ET 200M e il buffer di diagnostica della CPU S7-400. Gli ingegneri possono anche creare pagine Web personalizzate che visualizzano i valori dei dati di processo dai blocchi dati della CPU S7-400, utilizzabili come pannelli operatore di base senza l'installazione di un client HMI.

Q5: Quando si dovrebbe utilizzare UDP al posto di TCP per la comunicazione S7-400?

TCP fornisce una consegna affidabile e ordinata con ritrasmissione automatica, corretta per PUT/GET S7, trasferimenti di file FTP e qualsiasi scambio in cui deve arrivare ogni byte. UDP non fornisce alcuna garanzia di ritrasmissione ma una latenza inferiore, utilizzato per la trasmissione dei dati di processo in tempo reale (dove l'aggiornamento successivo segue immediatamente se se ne perde uno), la sincronizzazione temporale (NTP/SNTP) e il polling SCADA veloce dove la tempestività supera la certezza della consegna. Il CP 443-1 li supporta entrambi; in STEP 7 viene selezionato il protocollo adatto per ogni relazione di comunicazione.