Siemens Simatic S7-1200 Profibus Modulo di comunicazione 6GK7243-5DX30-0XE0

Siemens 6GK7243-5DX30-0XE0 | SIMATIC NET CM 1243-5 — Modulo Master PROFIBUS DP per S7-1200, 16 Slave, 9.6kbps–12Mbps, Sub-D a 9 pin, 24VDC, 30×100×75mm, 0.19kg

Panoramica

Il Siemens 6GK7243-5DX30-0XE0 è il CM 1243-5 — il modulo di comunicazione master PROFIBUS DP che conferisce al SIMATIC S7-1200 una completa presenza PROFIBUS. L'S7-1200, la piattaforma PLC di fascia media attuale di Siemens, è stato progettato da zero attorno a PROFINET — le sue CPU includono interfacce PROFINET integrate di serie. PROFIBUS, al contrario, non è disponibile nativamente sulla CPU S7-1200. Il CM 1243-5 colma questa lacuna aggiungendo un'interfaccia master PROFIBUS DP dedicata che si inserisce direttamente nello slot di espansione sinistro dell'S7-1200, operando indipendentemente dall'interfaccia PROFINET della CPU.

Perché una nuova installazione S7-1200 avrebbe bisogno di PROFIBUS? La risposta è quasi sempre la base installata. Migliaia di impianti in tutto il mondo utilizzano reti PROFIBUS DP costruite negli anni 2000 e 2010, collegando azionamenti, I/O remoti, strumenti e sistemi di sicurezza.

Quando tali impianti vengono aggiornati alle CPU S7-1200 — migrando dalle vecchie piattaforme S7-200, S7-300 o S7-400 — i dispositivi di campo PROFIBUS esistenti e il cablaggio non vengono sostituiti come parte dell'aggiornamento del controller. Il CM 1243-5 consente al nuovo controller S7-1200 di assumere il ruolo di master DP precedentemente detenuto dalla CPU legacy, preservando l'intera infrastruttura dei dispositivi di campo mentre si porta il controller a una piattaforma attuale e supportata.

Il modulo è ugualmente rilevante per le nuove installazioni S7-1200 in cui specifici dispositivi di campo — in particolare azionamenti Siemens consolidati come il MICROMASTER 440 o varianti G120 più vecchie — sono disponibili solo con interfacce PROFIBUS.

Il CM 1243-5 rende questi dispositivi accessibili all'S7-1200 senza richiedere la sostituzione dei dispositivi di campo.

Specifiche Chiave

Master PROFIBUS DP — 16 Slave, I/O ciclici completi

Il CM 1243-5 opera come master DP di classe 1, il che significa che gestisce lo scambio dati ciclico con tutti i dispositivi slave PROFIBUS DP collegati. In ogni ciclo di scansione PROFIBUS, il CM 1243-5 invia dati di uscita (valori di processo, setpoint, parole di controllo) a ciascuno slave e riceve dati di ingresso (misurazioni, parole di stato, valori di feedback) da ciascuno slave, aggiornando l'immagine di processo della CPU S7-1200 con i dati in ingresso dello slave e scrivendo i dati di uscita della CPU ai dispositivi slave.

Il limite di 16 slave definisce il numero massimo di dispositivi slave PROFIBUS DP che il CM 1243-5 può gestire contemporaneamente. Ogni slave occupa un indirizzo slave DP sulla rete (indirizzamento da 1 a 125), e il volume totale dei dati di ingresso/uscita da tutti i 16 slave deve rientrare nella capacità di scambio dati del CM 1243-5.

Per la maggior parte delle applicazioni PROFIBUS S7-1200 — da quattro a otto azionamenti più alcune stazioni I/O remote — il limite di 16 slave è del tutto adeguato. 

Per reti PROFIBUS più grandi con decine di slave, l'S7-300 o l'S7-400 con i loro moduli CP PROFIBUS dedicati o porte PROFIBUS integrate sono la piattaforma appropriata, poiché supportano fino a 125 slave DP per interfaccia master.

La velocità del bus viene configurata automaticamente dai file GSD (Generic Station Description) dello slave più lento sulla rete — la rete opera alla velocità comune più alta che tutti gli slave installati supportano.

Tre Servizi di Comunicazione su un'Unica Interfaccia PROFIBUS

Il CM 1243-5 fornisce tre distinti servizi di comunicazione tramite il suo singolo connettore PROFIBUS, e la comprensione di quale servizio viene utilizzato è importante per la risoluzione dei problemi e la progettazione della rete:

Master ciclico PROFIBUS DP: Il servizio principale — scambio continuo e deterministico nel tempo di dati I/O tra il CM 1243-5 (come master) e i suoi dispositivi slave configurati.

Questo è il percorso dati per azionamenti, moduli I/O e strumenti di processo. Il tempo di ciclo dipende dalla velocità del bus e dal volume totale dei dati, ma è tipicamente di pochi millisecondi alle normali velocità PROFIBUS.

Comunicazione PG/OP: Consente a un terminale di programmazione STEP 7 o TIA Portal collegato al bus PROFIBUS di accedere alla CPU S7-1200 per monitoraggio online, download del programma e diagnostica — senza bisogno di una connessione Ethernet separata alla CPU.

Questo è particolarmente utile quando la rete dell'impianto non fornisce accesso Ethernet all'armadio del controller.

Comunicazione S7 (PUT/GET): Consente all'S7-1200 di scambiare dati con altre PLC S7 sulla stessa rete PROFIBUS utilizzando il protocollo S7 nativo.

Un sistema S7-400 più grande che funge da controller di supervisione dell'impianto può comunicare con le stazioni S7-1200 sulla rete PROFIBUS utilizzando i blocchi funzione PUT/GET, leggendo dati di processo e scrivendo setpoint sull'S7-1200 senza richiedere una connessione Ethernet separata.

Installazione e Configurazione TIA Portal

Il CM 1243-5 si collega al lato sinistro della CPU S7-1200 tramite il connettore di sistema — la stessa interfaccia meccanica ed elettrica utilizzata da altri moduli di comunicazione S7-1200. Riceve la sua alimentazione a 24V DC tramite questo connettore dall'alimentazione di sistema S7-1200, non richiedendo alcuna connessione di alimentazione esterna.

La configurazione viene eseguita interamente nella vista di rete e dispositivi di TIA Portal.

Dopo aver aggiunto il CM 1243-5 al rack S7-1200 nella configurazione hardware, la rete PROFIBUS viene definita (indirizzo bus, velocità) e ogni dispositivo slave viene aggiunto dalla catalogo hardware di TIA Portal utilizzando il file GSD dello slave.

I dati I/O dello slave vengono mappati a blocchi dati PLC o indirizzi I/O, e lo scambio dati ciclico inizia automaticamente una volta scaricata la configurazione e attivata la rete.

Il CM 1243-5 opera indipendentemente dall'attività PROFINET della CPU S7-1200 — le due reti funzionano in parallelo sulla stessa PLC, con la CPU che scambia dati con gli slave PROFIBUS tramite il CM 1243-5 e con i dispositivi PROFINET tramite la sua porta PROFINET integrata contemporaneamente.

FAQ

D1: Il CM 1243-5 può fungere da slave PROFIBUS DP, o solo da master?

Il CM 1243-5 è solo un Master DP — non può essere configurato come slave DP. Ciò significa che non può ricevere dati ciclici da un master DP di livello superiore e inoltrarli alla CPU S7-1200 in modalità slave.

Per applicazioni in cui l'S7-1200 deve fungere da slave PROFIBUS DP (collegandosi a un S7-400 di supervisione o DCS come suo master), è necessario un modulo di comunicazione diverso — il CM 1242-5 (6GK7242-5DX30-0XE0). Il CM 1242-5 fornisce la funzionalità di slave DP.

Il CM 1243-5 e il CM 1242-5 sono moduli distinti per ruoli distinti.

D2: Cos'è il file GSD e come viene utilizzato quando si collega uno slave PROFIBUS al CM 1243-5?

Un file GSD (Generic Station Description) è un file di descrizione del dispositivo fornito dal produttore del dispositivo slave. Descrive le capacità PROFIBUS dello slave — i suoi formati dati supportati, le dimensioni dei dati I/O, le opzioni di configurazione e le velocità del bus supportate.

In TIA Portal, il file GSD dello slave viene importato nel catalogo hardware, e il dispositivo slave viene quindi aggiunto alla configurazione della rete PROFIBUS utilizzando le sue proprietà definite dal GSD. 

Lo strumento di configurazione TIA Portal legge il file GSD per determinare la corretta struttura del telegramma per lo scambio dati tra il master CM 1243-5 e lo slave.

I file GSD per i prodotti Siemens sono disponibili sul portale Siemens Industry Online Support (SIOS), e i file GSD di slave di terze parti sono disponibili presso i rispettivi produttori di dispositivi.

D3: Un modulo CM 1243-5 è sufficiente per un S7-1200 che necessita sia di PROFIBUS che di una seconda interfaccia Ethernet?

Il CM 1243-5 fornisce solo PROFIBUS — nessuna funzionalità Ethernet. Se l'S7-1200 necessita di una seconda interfaccia Ethernet (oltre alla porta PROFINET integrata della CPU), deve essere installato un modulo di comunicazione separato per Ethernet (come il CP 1243-1).

L'S7-1200 può ospitare più moduli di comunicazione nei suoi slot di espansione laterali, quindi combinare il CM 1243-5 per PROFIBUS con un CP 1243-1 per Ethernet aggiuntivo è una configurazione valida, soggetta al numero di slot e ai vincoli di budget energetico del modello specifico di CPU S7-1200.

D4: Il CM 1243-5 supporta il funzionamento PROFIBUS isocrono per applicazioni di motion control?

Il CM 1243-5 supporta la comunicazione ciclica PROFIBUS DP standard (master DP-V1 Classe 1) ma non è progettato per la modalità operativa PROFIBUS DP-V2 isocrona (nota anche come modalità isocrona o comunicazione sincrona con clock) utilizzata nel motion control ad alta precisione.

Per applicazioni che richiedono sincronizzazione temporale accurata al microsecondo tra azionamenti su PROFIBUS — come il movimento coordinato multi-asse — una piattaforma di motion control dedicata (SIMOTION Siemens o S7-300/400 con CP abilitato PROFIBUS DP-V2) è la soluzione appropriata.

Il CM 1243-5 è adatto per l'automazione di processo e macchine in cui la comunicazione ciclica standard con tempi di ciclo in millisecondi è sufficiente.

D5: TIA Portal può diagnosticare guasti degli slave PROFIBUS tramite il CM 1243-5?

Sì. La diagnostica online di TIA Portal fornisce accesso alle informazioni diagnostiche del CM 1243-5, incluso lo stato di ciascuno slave DP configurato — se ciascuno slave sta comunicando correttamente, in errore o assente dalla rete.

La diagnostica individuale dello slave (byte di allarme, dati diagnostici estesi da dispositivi abilitati DP-V1) è accessibile tramite la vista online del dispositivo e della rete di TIA Portal quando si è connessi all'S7-1200 tramite PROFINET o USB. 

Il CM 1243-5 stesso genera diagnostica nel buffer diagnostico di sistema dell'S7-1200 se la rete PROFIBUS sviluppa un guasto, fornendo timestamp e codici di errore che aiutano nell'analisi delle cause principali.