Simatic S7-400 Profibus Processore di comunicazione Siemens CP 443-5 Basic 6GK7443-5FX02-0XE0

Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 | SIMATIC NET CP 443-5 Basic — Processore di comunicazione PROFIBUS per S7-400, FMS / S7 / PG/OP, 9.6kbps–12Mbps, 48 connessioni, FW V4.0+

Panoramica

Il Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 è il CP 443-5 Basic — il processore di comunicazione PROFIBUS che collega un PLC SIMATIC S7-400 alle reti PROFIBUS. Nell'architettura di comunicazione dell'S7-400, la porta MPI integrata della CPU gestisce l'accesso alla programmazione e le semplici connessioni HMI a velocità moderata, ma collegare l'S7-400 a una rete di impianto PROFIBUS attiva — come slave DP, stazione FMS o peer in una topologia di comunicazione S7 — richiede un modulo CP dedicato.

Il CP 443-5 Basic è quel modulo per il requisito di connettività PROFIBUS di livello Basic.

La designazione "Basic" distingue questo modulo dal CP 443-5 Extended (serie 6GK7443-5DX), che aggiunge la capacità master PROFIBUS DP per il controllo I/O distribuito.

Il CP 443-5 Basic si concentra sulla comunicazione FMS e S7 — messaggistica industriale e scambio dati PLC-PLC — senza il ciclo di scansione master DP che fornisce la versione Extended. 

Per i sistemi S7-400 che necessitano della funzionalità master PROFIBUS DP per il controllo degli I/O distribuiti ET 200, la variante Extended è la scelta appropriata; per i sistemi S7-400 che partecipano a PROFIBUS come peer di comunicazione dati, il Basic è sufficiente e a costo inferiore.

La revisione -FX02-0XE0 rappresenta un miglioramento significativo rispetto alle varianti predecessore -FX01 e -FX00: il firmware V4.0 di base in questa versione offre prestazioni di comunicazione fino a tre volte superiori rispetto alle revisioni hardware precedenti del CP 443-5 Basic, mantenendo la piena compatibilità retroattiva con le reti PROFIBUS e le configurazioni STEP 7 costruite per hardware precedente.

Specifiche chiave

Funzionamento multiprotocollo — FMS, PG/OP e comunicazione S7

Il CP 443-5 Basic opera in modalità multiprotocollo, gestendo tre distinti servizi di comunicazione PROFIBUS contemporaneamente sulla stessa interfaccia RS-485 fisica:

PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification) è il protocollo a livello applicativo definito nello standard IEC 61158 per lo scambio dati peer-to-peer e client-server tra PLC, stazioni DCS, azionamenti e sistemi operatore.

FMS definisce oggetti dati strutturati, servizi di lettura/scrittura e segnalazione eventi — era il livello applicativo PROFIBUS preferito per la comunicazione dati a livello di impianto negli anni '90 e 2000.

Il CP 443-5 Basic fornisce servizi di comunicazione FMS, consentendo all'S7-400 di scambiare dati con altri dispositivi compatibili FMS sulla rete PROFIBUS.

Comunicazione PG/OP compatibile S5 preserva la funzionalità di connessione di programmazione e di pannello operatore attraverso la rete PROFIBUS.

Un terminale di programmazione STEP 7 collegato a qualsiasi nodo sulla PROFIBUS può raggiungere l'S7-400 tramite il suo CP 443-5 Basic, accedendo alla CPU per caricamento/scaricamento del programma, monitoraggio online e diagnostica. 

Con firmware V4.0 e STEP 7 V5.0 o superiore, le funzioni del bus PG si estendono su più subnet.

Comunicazione S7 fornisce il protocollo nativo ad alta efficienza di Siemens per lo scambio dati PLC-PLC — la coppia di servizi PUT/GET che consente a una CPU S7 di leggere o scrivere blocchi dati in un'altra CPU S7 tramite PROFIBUS.

Il limite di 48 connessioni definisce quante relazioni di comunicazione FMS e S7 simultanee il CP 443-5 Basic gestisce contemporaneamente.

Miglioramento delle prestazioni nella revisione -FX02

Il 6GK7443-5FX02-0XE0 è una pietra miliare nella revisione hardware della storia del prodotto CP 443-5 Basic.

Rispetto alla precedente revisione -FX01-0XE0, l'hardware -FX02 con firmware V4.0 raggiunge prestazioni di comunicazione fino a tre volte superiori — il che significa un throughput dati più veloce sulle connessioni di comunicazione FMS e S7, una risposta più rapida all'accesso PG e una migliore reattività generale sulle reti PROFIBUS ad alto traffico.

Questo miglioramento delle prestazioni è completamente trasparente per la rete — il modulo -FX02 si installa come sostituzione diretta dei moduli -FX01 e -FX00 senza modifiche di configurazione in STEP 7 HW Config o nei parametri della rete PROFIBUS.

I progetti STEP 7 esistenti che specificavano revisioni precedenti continuano a funzionare con il -FX02 installato.

Compatibilità S7-400H — Sistemi ad alta disponibilità

Il CP 443-5 Basic è completamente compatibile con le configurazioni CPU ad alta disponibilità S7-400H. In un sistema S7-400H ridondante — dove due rack CPU operano in parallelo, mantenendo un hot standby — ogni rack trasporta il proprio CP 443-5 Basic, fornendo percorsi di comunicazione PROFIBUS ridondanti.

In caso di cambio rack CPU (pianificato o indotto da guasto), il percorso di comunicazione PROFIBUS attraverso il CP del rack sopravvissuto continua senza interruzioni dal punto di vista della rete.

FAQ

Q1: Qual è la differenza tra il CP 443-5 Basic e il CP 443-5 Extended, e come scelgo tra loro?

Il CP 443-5 Basic gestisce le funzioni FMS, comunicazione S7 e PG/OP — è una stazione PROFIBUS per la comunicazione a livello peer e l'accesso alla programmazione.

Il CP 443-5 Extended aggiunge la funzionalità master PROFIBUS DP, consentendo all'S7-400 di scansionare slave DP (I/O distribuiti ET 200, azionamenti, sensori) a una velocità di ciclo deterministica. 

Se l'applicazione richiede che l'S7-400 agisca come master DP che controlla dispositivi di campo distribuiti, è necessaria la variante Extended. 

Se l'S7-400 deve solo scambiare dati con altri PLC o HMI tramite PROFIBUS FMS o comunicazione S7 — senza gestire una scansione slave DP — la variante Basic è appropriata e meno costosa.

Q2: È possibile installare più moduli CP 443-5 Basic in un rack S7-400?

Sì, è possibile installare più moduli CP 443-5 in un rack S7-400, soggetti al numero di slot del rack e alla capacità di corrente dell'alimentatore (ogni modulo assorbe 1A dal backplane a 5V). L'installazione di più moduli CP 443-5 consente all'S7-400 di partecipare a più reti PROFIBUS indipendenti contemporaneamente, o di moltiplicare il numero di connessioni disponibili per applicazioni che richiedono più di 48 connessioni di comunicazione FMS/S7 simultanee.

Il numero totale di CP in un sistema S7-400 è limitato dalle regole di configurazione del sistema Siemens, che specificano il numero massimo di CP a seconda del tipo di CPU e di altri moduli installati.

Q3: Il CP 443-5 Basic richiede una versione specifica di STEP 7 o un software NCM S7 per la configurazione?

Il CP 443-5 Basic viene configurato in STEP 7 utilizzando lo strumento Hardware Configuration (HW Config), che include il file GSD del CP e il driver per il supporto della configurazione automatica.

Per le funzioni del bus PG che si estendono su più subnet PROFIBUS — una delle funzionalità estese introdotte nella revisione -FX01 e migliorata in -FX02 — è richiesta la versione STEP 7 V5.0 o superiore sul terminale di programmazione.

La configurazione di base FMS e comunicazione S7 funziona con versioni STEP 7 compatibili precedenti.

Q4: Il modulo è discontinuato. L'hardware -FX02-0XE0 è compatibile con sostituzioni CP Siemens successive o attuali?

Il CP 443-5 Basic faceva parte della gamma di moduli di comunicazione S7-400 che Siemens ha progressivamente discontinuato poiché la piattaforma S7-400 ha raggiunto la sua fine vita commerciale pianificata.

Per i sistemi S7-400 ancora in produzione, il CP 443-5 è ancora disponibile tramite il mercato dell'usato industriale. Per nuovi progetti di automazione, Siemens raccomanda la piattaforma S7-1500 con il corrispondente modulo di comunicazione CM 1542-5 per la connettività PROFIBUS. 

La migrazione da CP 443-5 a un equivalente di generazione attuale richiede l'adattamento del progetto STEP 7/TIA Portal e potenzialmente l'aggiornamento della topologia di rete, poiché S7-1500 e S7-400 utilizzano diversi design di backplane dei rack.

Q5: Come viene gestita la terminazione del bus PROFIBUS con il connettore Sub-D a 9 pin del CP 443-5 Basic?

Il cavo PROFIBUS termina con un connettore bus PROFIBUS standard (dalla serie 6ES7972 o connettori di terze parti equivalenti) che include interruttori di terminazione bus integrati. Il connettore Sub-D a 9 pin del CP 443-5 Basic riceve direttamente il connettore bus PROFIBUS.

Alle due estremità fisiche del segmento PROFIBUS, l'interruttore di terminazione del connettore bus è impostato su ON, attivando i resistori di terminazione interni da 390Ω/220Ω che corrispondono all'impedenza caratteristica del cavo.

I nodi intermedi (non alle estremità fisiche) hanno gli interruttori di terminazione impostati su OFF. Il CP 443-5 Basic stesso non fornisce terminazione controllata via software — la corretta terminazione fisica del bus è una responsabilità del cablaggio.