CARTINA DEL PROCESSORE DI COMUNICAZIONE 6GK1561-1AA00 6GK1 561-1AA00 6GK1561-1AAOO

Siemens 6GK1561-1AA00 | CP 5611 — Processore di Comunicazione PCI a 32 bit per PROFIBUS / MPI / PPI, da 9,6 kbit/s a 12 Mbit/s, Isolamento 1000VDC, RS-485 Protezione da Sovratensione, PCI 2.1

Panoramica

Il Siemens 6GK1561-1AA00 è il CP 5611 — il processore di comunicazione PCI standard a 32 bit che collega un PC di ingegneria o un PG (dispositivo di programmazione) Siemens alle reti PROFIBUS e MPI.

Per la generazione di apparecchiature di automazione Siemens basate su S7-300, S7-400, SIMOREG 6RA70 e azionamenti SINAMICS con interfacce MPI o PROFIBUS DP, il CP 5611 è la scheda che collega la stazione di lavoro di ingegneria al bus — abilitando la programmazione STEP 7, l'accesso ai parametri degli azionamenti tramite STARTER o DriveMonitor, la gestione dei dispositivi di processo tramite SIMATIC PDM e la comunicazione PROFIBUS aperta tramite FDL SEND/RECEIVE per l'integrazione di applicazioni personalizzate.

La caratteristica ingegneristica chiave della scheda è la sua architettura di isolamento elettrico e protezione.

L'interfaccia RS-485 PROFIBUS è isolata dal bus PCI del PC a 1000VDC, il che impedisce alle correnti di loop di terra e alle tensioni di modo comune presenti nel cablaggio degli impianti industriali di raggiungere i circuiti interni del PC.

Oltre all'isolamento, la porta RS-485 è dotata di un circuito di protezione dedicato classificato per correnti di sovratensione fino a Ipp = 100A (forma d'onda 10/700 µs, 4 kV secondo ITU-T K.20/21 e VDE 0433) e protezione da scariche elettrostatiche ±15 kV.

Queste non sono caratteristiche consultive — riflettono la realtà delle reti PROFIBUS installate vicino ad azionamenti motore ad alta potenza, apparecchiature di saldatura e grandi contattori, dove l'ambiente elettrico include transitori condotti ed eventi di scarica elettrostatica che i semplici transceiver RS-485 non sopravvivrebbero.

La protezione da sovracorrente a recupero automatico sulla porta RS-485 affronta una specifica modalità di guasto: un guasto del cavo o un cablaggio errato che applica una tensione sostenuta alle linee dati. Il circuito di protezione del CP 5611 consente alla porta di resistere a sovracorrenti sostenute di 60V senza danni permanenti, e la funzione di recupero automatico ripristina il normale funzionamento quando il guasto viene rimosso — piuttosto che richiedere la sostituzione della scheda.

Specifiche Chiave

PROFIBUS DP vs MPI — Cosa Supporta la Scheda

Il CP 5611 opera sia su PROFIBUS che su MPI — due reti fisicamente simili ma protocolli distinti che condividono lo stesso cavo RS-485 e connettore Sub-D a 9 pin, ma differiscono per indirizzamento, modello di comunicazione e limite massimo di velocità dati.

PROFIBUS DP è il fieldbus ad alta velocità per I/O distribuiti e comunicazione di azionamenti.

Fino a 12 Mbit/s, è il protocollo per lo scambio dati ciclico master-slave tra PLC e rack di I/O distribuiti (serie ET 200), azionamenti a velocità variabile configurati come slave PROFIBUS DP e dispositivi di campo intelligenti.

Quando il CP 5611 agisce come Master PROFIBUS DP con il software SOFTNET-PB DP installato, un PC può leggere e scrivere dati IO su slave PROFIBUS in tempo reale — una funzione utile per la connettività SCADA, l'acquisizione dati e gli strumenti di commissioning personalizzati.

Come Slave DP (con SOFTNET-PB DP Slave), il PC appare come partner di scambio dati per un controller master PROFIBUS.

MPI (Multi-Point Interface) è il protocollo proprietario Siemens per la programmazione e la comunicazione inter-CPU, nativo delle CPU S7-300 e delle più vecchie S7-400. Il CP 5611 si collega alle reti MPI per consentire la programmazione online STEP 7 e il monitoraggio delle CPU S7-300 che hanno MPI come interfaccia primaria — particolarmente rilevante per macchine legacy in cui la CPU non è stata aggiornata a un modello compatibile con PROFIBUS.

MPI opera a velocità dati inferiori (tipicamente 187,5 kbit/s o 1,5 Mbit/s) e supporta meno nodi rispetto a PROFIBUS DP, ma è sufficiente per l'accesso di ingegneria.

PPI (Point-to-Point Interface) è il protocollo di comunicazione dei sistemi SIMATIC S7-200 (micro-PLC).

Il CP 5611 supporta PPI per la comunicazione PC-S7-200 con il software di programmazione STEP 7 Micro/WIN — abilitando la programmazione e il monitoraggio dei PLC S7-200 dalla stessa scheda utilizzata per l'accesso S7-300/400.

Comunicazione Azionamenti — STARTER e DriveMonitor

Uno degli usi più comuni del CP 5611 nella base installata è come interfaccia hardware per il commissioning e la diagnostica degli azionamenti tramite gli strumenti Siemens STARTER e DriveMonitor.

Gli azionamenti SINAMICS (G120, S120) e gli azionamenti SIMOREG DC-MASTER 6RA70 supportano connessioni PROFIBUS DP per l'accesso di ingegneria, e il CP 5611 fornisce il collegamento fisico PC-PROFIBUS richiesto da questi strumenti.

Nel commissioning degli azionamenti, l'ingegnere installa il CP 5611 in un laptop o PC da officina, si collega tramite cavo PROFIBUS alla connessione bus dell'azionamento e utilizza STARTER per caricare il set di parametri dell'azionamento, eseguire procedure guidate di commissioning, eseguire l'autotuning di identificazione motore e monitorare i valori di processo in tempo reale durante le prove.

DriveMonitor fornisce un accesso simile per gli azionamenti DC SIMOREG 6RA70.

Entrambi gli strumenti si basano sul livello di comunicazione PG/OP fornito nativamente dal CP 5611, senza richiedere licenze software aggiuntive oltre agli strumenti stessi.

SIMATIC PDM (Process Device Management) estende lo stesso approccio agli strumenti di campo PROFIBUS intelligenti — misuratori di portata, trasmettitori di pressione e posizionatori che supportano profili PROFIBUS PA o PROFIBUS DP con EDD (Electronic Device Description).

Il CP 5611 funge da gateway al segmento PROFIBUS per la configurazione del dispositivo e l'accesso diagnostico di PDM.

Slot PCI e Compatibilità PC

Il CP 5611 si adatta allo slot PCI standard a 32 bit PCI 2.1 — lo slot PCI parallelo convenzionale che è stato l'interfaccia di espansione standard dei PC desktop fino alla fine degli anni '90 e 2000. La maggior parte dei PC desktop prodotti tra il 1995 e il 2010 circa include almeno uno slot PCI; molti ne includono tre o più.

I PC industriali e i computer rack utilizzati nelle sale di controllo e negli armadi macchina hanno comunemente mantenuto gli slot PCI più a lungo dei desktop consumer e continuano a includerli su alcune piattaforme di schede madri industriali.

Il CP 5611 non si adatta agli slot PCIe (PCI Express) — lo standard successivo che ha sostituito il PCI convenzionale sulla maggior parte delle schede madri moderne.

Per le workstation di ingegneria basate su PCIe, la scheda successore è il CP 5622 (6GK1562-2AA00), che utilizza l'interfaccia PCIe X1 e fornisce connettività PROFIBUS e MPI equivalente.

FAQ

Q1: Il CP 5611 utilizza uno slot PCI convenzionale. Quale interfaccia moderna per workstation di ingegneria dovrebbe essere specificata per le nuove installazioni?

Il CP 5611 (6GK1561-1AA00) e il suo successore diretto CP 5611 A2 (6GK1561-1AA01) utilizzano lo slot PCI a 32 bit, assente dalla maggior parte delle schede madri di generazione attuale.

Per le nuove workstation di ingegneria e i laptop con slot PCIe, la scheda appropriata è il CP 5622 (6GK1562-2AA00), che fornisce le stesse funzioni PROFIBUS DP e MPI tramite una scheda PCIe X1 che si adatta a qualsiasi slot PCIe (x1, x4, x8 o x16).

Il CP 5622 supporta sistemi operativi Windows a 32 bit e 64 bit.

Q2: Un singolo CP 5611 può connettersi contemporaneamente sia a reti PROFIBUS DP che MPI?

No. Il CP 5611 dispone di un'unica interfaccia fisica RS-485 collegata a una singola porta Sub-D a 9 pin. Si collega a una rete alla volta — o a un segmento PROFIBUS o a un segmento MPI.

La modalità di comunicazione della scheda (DP o MPI) viene impostata nel software SIMATIC NET durante la configurazione e corrisponde alla rete fisica a cui è collegato il cavo.

Per l'accesso simultaneo a due reti, sono necessarie due schede.

Q3: Quale software è necessario per utilizzare il CP 5611 con STEP 7 per la programmazione PLC?

Il CP 5611 richiede il proprio driver, incluso nel pacchetto software SIMATIC NET PC. Una volta installato il driver e configurata la scheda in SIMATIC NET, STEP 7 (Classic) accede alla scheda tramite l'interfaccia PG/OP standard — non sono necessarie licenze aggiuntive per la programmazione, il monitoraggio e la diagnostica PLC di base.

Pacchetti SOFTNET aggiuntivi (SOFTNET-PB DP, SOFTNET-PB S7) sono necessari per l'operatività runtime DP Master/Slave e la comunicazione S7 PUT/GET da applicazioni PC personalizzate.

Q4: La scheda è classificata per 0-70°C. Può essere utilizzata in un armadio di controllo dove le temperature possono essere più elevate?

L'intervallo operativo 0-70°C si applica alla temperatura operativa interna della scheda, determinata dalla temperatura ambiente all'interno dello chassis del PC più l'auto-riscaldamento della scheda (2,0W).

Le temperature degli armadi di controllo superiori a +50°C sono comuni in estate o in custodie poco ventilate — se il PC contenente la scheda si trova all'interno di un tale armadio, la temperatura interna del PC potrebbe superare la classificazione della scheda e causare problemi di affidabilità. 

Per ambienti ad alta temperatura, la scheda dovrebbe essere installata in un involucro PC ventilato separatamente o climatizzato, o dovrebbe essere utilizzata una piattaforma PC industriale alternativa con un rating termico appropriato.

Q5: La porta RS-485 ha una protezione da sovratensione classificata per Ipp = 100A. Questo protegge da fulmini diretti sul cavo PROFIBUS?

Il circuito di protezione da sovratensione è progettato per transitori condotti che viaggiano lungo gli schermi dei cavi e i conduttori di segnale — il tipo di sovratensione indotta nei percorsi dei cavi vicino ad apparecchiature di potenza o che entrano in un edificio da un'installazione di cavi esterni.

La classificazione Ipp = 100A (10/700 µs) copre le correnti impulsive tipiche di questi scenari.

I fulmini diretti sul cavo o sul canalina per cavi comportano livelli di energia molto più elevati che superano la classificazione del circuito di protezione. 

Per i segmenti PROFIBUS che corrono all'esterno o tra edifici, dovrebbero essere installati scaricatori di sovratensione dedicati ai punti di ingresso dell'edificio oltre alla protezione integrata della scheda.