Коммуникационные процессоры Siemens SIMATIC CP 443-5 Extended

SIMATIC CP 443-5 Extended для PROFIBUS DP. Обзор

Коммуникационный процессор CP 443-5 Extended для PROFIBUS DP

Ведущее устройство DP V1 для подключения программируемого контроллера S7-400 к сети PROFIBUS.
Подключение дополнительных линий PROFIBUS DP.
Поддержка:
- протокола PROFIBUS DP;
- PG/OP функций связи;
- S7 функций связи;
- функций S5-совместимой связи (SEND/RECEIVE).
Синхронизация даты и времени.
Дистанционное конфигурирование и программирование через PROFIBUS.
Межсетевой обмен данными с использованием PG функций связи и процедур S7 роутинга.
Замена модуля без повторного конфигурирования контроллера.
Работа в составе резервированных систем автоматизации SIMATIC S7-400H с поддержкой:
- S7-функций связи через резервированные сети PROFIBUS;
- функций ведущих DP устройств резервированных систем распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS DP.
Роутинг записей данных PROFIBUS DP.
Поддержка функций изменения конфигурации системы распределенного ввода-вывода без остановки системы автоматизации (CiR – Configuration in Run).

Преимущества

Повышение надежности обмена данными за счет построения резервированных систем на основе SIMATIC S7-400H.
Решение задач автоматического управления с использованием функций SYNC/FREEZE, а также неизменного времени цикла работы сети.
Улучшение структуры системы автоматизации за счет ее разделения на несколько подсистем и обслуживания каждой подсистемы через свой коммуникационный процессор.
Синхронизация даты и времени в масштабах всей системы автоматизации.
Интеграция S7-400 в существующие системы с использованием функций S5-совместимой связи.
Универсальность, параллельная поддержка нескольких коммуникационных протоколов.
Изменение конфигурации системы распределенного ввода-вывода во время работы программируемого контроллера (CiR).

Назначение

Коммуникационный процессор CP 443-5 Extended предназначен для подключения программируемого контроллера SIMATIC S7-400 к сети PROFIBUS DP. Он позволяют разгружать центральный процессор контроллера от выполнения коммуникационных задач и способен поддерживать:

функции ведущего устройства PROFIBUS DP в соответствии с требованиями международных стандартов IEC 61158/ EN 50170;
функции связи с программатором, устройствами и системами человеко-машинного интерфейса;
функции связи с другими системами автоматизации SIMATIC S7/ C7;
функции связи с программируемыми контроллерами SIMATIC S5.

Допустимое количество коммуникационных процессоров, устанавливаемых в одном программируемом контроллере, определяется типом центрального процессора и видом используемых функций связи.

Конструкция

CP 443-5 Extended характеризуется следующими показателями:

Стандартный пластиковый корпус SIMATIC S7-400 шириной 25 мм.
9-полюсное гнездо соединителя D-типа (RS 485) для подключения к сети PROFIBUS.
Подключение к системе автоматизации S7-400 через внутреннюю шину монтажной стойки. Установка на любое посадочное место, отведенное для модулей ввода-вывода.
Естественное охлаждение. Отсутствие буферной батареи.
Установка до 14 коммуникационных процессоров в один программируемый контроллер.

CP 443-5 Extended выполняет функции ведущего DP устройства и позволяет получать от 4 до 10 дополнительных линий PROFIBUS DP на один базовый блок программируемого контроллера. Максимальное количество дополнительных линий PROFIBUS DP ограничивается функциональными возможностями используемого центрального процессора. Кроме того, функциональными возможностями центрального процессора ограничивается и количество используемых соединений SEND/RECEIVE.

Функции

В сети PROFIBUS коммуникационные процессоры CP 443-5 Extended обеспечивают поддержку:

Протокола PROFIBUS DP в соответствии с требованиями IEC 61158/ EN 50170 в режиме ведущего DP устройства.
PG/OP функций связи.
S7 функций связи.
Функций S5-совместимой связи (интерфейса SEND/ RECEIVE).
Функций синхронизации даты и времени.

Ведущее устройство PROFIBUS-DP

Коммуникационный процессор CP 443-5 Extended выполняет функции ведущего устройства класса DP V1. Он обеспечивает независимое управление обменом данными с ведомыми DP устройствами, разгружая центральный процессор контроллера от выполнения коммуникационных задач. Благодаря указанной особенности CP 443-5 Extended является идеальным дополнением для встроенных интерфейсов PROFIBUS DP центральных процессоров S7-400 и позволяет существенно расширять систему распределенного ввода-вывода контроллера.

В программируемых контроллерах SIMATIC S7-400H коммуникационные процессоры CP 443-5 Extended способны выполнять функции резервированных ведущих DP устройств.

Коммуникационный процессор CP 443-5 Extended является ведущим устройством класса DP V1 и, помимо циклического, поддерживает и асинхронный обмен данными, включая обработку аварийных сообщений. Кроме того, CP 443-5 Extended поддерживает функции синхронизации (SYNC), замораживания (FREEZE), обеспечения постоянства времени цикла сети, непосредственный обмен данными между ведомыми DP устройствами, Роутинг данных, изменения конфигурации системы распределенного ввода-вывода без остановки контроллера.

Во время нормальной работы ведомые DP устройства могут переводиться в активное или пассивное состояние. Это обеспечивает возможность выполнения пошагового запуска автоматизируемого процесса.

Конфигурирование и настройка параметров CP 443-5 Extended выполняются теми же способами, что и для встроенных интерфейсов PROFIBUS DP центральных процессоров S7-400. Распределение ведомых DP устройств по нескольким сетям PROFIBUS DP позволяет снижать нагрузку на каждую сеть и получать минимальное время реакции системы даже в развитых системах распределенного ввода-вывода.

PG/OP функции связи

PG/OP функции связи позволяют выполнять дистанционное программирование всех сетевых станций SIMATIC S7. Поддержка процедур S7 роутинга распространяет сферу действия PG/OP функций связи на межсетевой обмен данными.

S7 функции связи

S7 функции могут быть использованы для организации связи:

с программируемыми контроллерами SIMATIC S7;
с программаторами и приборами человеко-машинного интерфейса (PG/OP функции связи);
с компьютерами, оснащенными коммуникационными процессорами CP 5613/ CP 5614/ CP 5512/ CP 5611 и S7 OPC сервером.

Обмен данными с программаторами и панелями операторов не требует дополнительного конфигурирования коммуникационного процессора. Более того, S7 функции связи позволяют осуществлять дистанционное конфигурирование и программирование всех сетевых S7 станций.

В программируемых контроллерах S7-400H коммуникационные процессоры CP 443-5 Extended способны поддерживать S7 функции связи в резервированных сетях PROFIBUS DP.

Функции S5-совместимой связи (SEND/RECEIVE)

Функционирование интерфейса SEND/RECEIVE базируется на использовании уровня 2 (FDL) PROFIBUS и позволяет использовать коммуникационный процессор CP 443-5 Extended для оптимизированного обмена данными на полевом уровне.

Этот интерфейс обеспечивает эффективную поддержку высокопроизводительного обмена данными между программируемыми контроллерами SIMATIC S5, SIMATIC S7, SIMATIC 505 и промышленными и офисными компьютерами. Дополнительно обеспечивается поддержка служб SDA (соединение контроллер-контроллер), на уровне SEND/RECEIVE – служб SDN (целевые и широковещательные сообщения).

Функции S5-совместимой связи находят применение для организации обмена данными с:

программируемыми контроллерами SIMATIC S7/ C7 с коммуникационными процессорами CP 342-5, CP 343-5, CP 443-5;
программируемыми контроллерами SIMATIC S5-115U/H, S5-135U, S5-155U/H с коммуникационным процессором CP 5431 FMS/DP;
программируемыми контроллерами SIMATIC 505 с коммуникационными процессорами CP 5434-FMS;
компьютерами с коммуникационными процессорами CP 5512, CP 5611, CP 5613, CP 5613 FO, CP 5614 или CP 5614 FO;
системами других производителей, поддерживающими интерфейс FDL.

Для управления обменом данными в программе STEP 7 должны использоваться функции PLC-SEND и PLC-RECEIVE.

Синхронизация даты и времени

CP 443-5 Extended способен выводить в сеть PROFIBUS отметки времени, формируемые центральным процессором S7-400. И наоборот. Он способен принимать значение времени из PROFIBUS и передавать это значение в центральный процессор контроллера. Это позволяет выполнять синхронизацию работы всех сетевых устройств, поддерживающих данную функцию.

Во время работы CP 443-5 Extended обеспечивает непрерывную поддержку функций:

Формирования отметок даты и времени на сигналах станций распределенного ввода-вывода с интерфейсными модулями IM 153.
Контроля текущего значения времени, текущего состояния синхронизации, переключения с зимнего времени на летнее и наоборот.

Роутинг данных

CP 443-5 Extended способен поддерживать функции роутинга данных. Эта опция позволяет использовать коммуникационный процессор как маршрутизатор данных для приборов полевого уровня (ведомых DP устройств). Одним из пакетов программ, полезно использующим это свойство, является SIMATIC PDM (Process Device Manager), который находит применение для дистанционной настройки и диагностики приборов полевого уровня.

Например, приборы полевого уровня с интерфейсом PROFIBUS PA могут быть настроены и продиагностированы из среды SIMATIC PDM (на компьютере) через Industrial Ethernet, S7-400 (CP 443-1, CP 443-5 Extended) и блок или модуль DP/PA связи.

Диагностика

Пакет NCM S7 для PROFIBUS поддерживает широкий спектр диагностических функций:

Считывание информации о текущем режиме работы коммуникационного процессора.
Широкий набор диагностических и статистических функций.
Диагностика соединений.
Статистические данные о работе сети.
Считывание содержимого диагностического буфера.

CiR – Configuration in RUN (конфигурирование во время работы)

Технология CiR позволяет вносить изменения в конфигурацию системы распределенного ввода-вывода без остановки программируемого контроллера, а, следовательно, без остановки автоматизируемого процесса. Во время работы системы CiR позволяет:

Добавлять новые ведомые устройства PROFIBUS DP/PA.
Добавлять/ удалять модули в модульных ведомых DP устройствах. Например, в станциях ET 200M, блоках DP/PA Link и т.д.
Производить перенастройку модулей ведомых DP устройств

Конфигурирование

Конфигурирование коммуникационных процессоров CP 443-5 Extended выполняется с помощью пакета NCM S7 для PROFIBUS, являющегося составной частью пакета STEP 7 от версии 5.0 и выше.

Программирование и конфигурирование CP 443-5 Extended не отличается от аналогичных процедур для встроенных интерфейсов центральных процессоров S7-400.

Параметры настройки CP 443-5 Extended сохраняются в памяти центрального процессора S7-400 (STEP 7 от версии 5.0 и выше). Это позволяет сохранять параметры настройки при перебоях в питании контроллера, а также производить замену коммуникационного процессора без повторного конфигурирования вновь устанавливаемого модуля. Запуск центрального процессора будет автоматически сопровождаться передачей всех параметров настройки в коммуникационный процессор.

CP 443-5 Extended поддерживают функции дистанционного конфигурирования и программирования сетевых станций SIMATIC S7-400 через сеть PROFIBUS.

Функциональные блоки поддержки протокола PROFIBUS-DP включены в стандартную библиотеку STEP 7. Функциональные блоки поддержки функций S5-совместимой связи (SEND/RECEIVE), а также функций S7-клиента помещены в библиотеку SIMATIC NET пакета NCM S7.

Функции CiR поддерживаются только пакетом STEP 7 от V5.2 и выше. При этом центральный процессор S7-400 должен иметь операционную систему от V3.1 и выше.

Технические данные

Коммуникационный процессор	CP 443-5 Extended
Скорость обмена данными	9.6 Кбит/с ...12 Мбит/с
Интерфейс подключения к PROFIBUS-DP	9-полюсное гнездо соединителя D-типа/RS 485
• ток, потребляемый из PROFIBUS-DP, не более	100 мА при =5 В
Напряжение питания	=5 В ± 5%, через внутреннюю шину контроллера
Потребляемый ток, типовое значение	1.3 А при =5 В
Потребляемая мощность	6.5 Вт
Условия эксплуатации:
• диапазон рабочих температур	0 ... +60°С
• диапазон температур хранения и транспортировки	-40 ... +70°С
• относительная влажность	До 95% при +25°С, без конденсата
Количество дополнительных линий PROFIBUS DP на базовый блок контроллера, не более	10
Ведущее DP устройство:
• ведущее устройство класса	DP V1
• количество ведомых DP устройств, не более	125
• объем данных ввода-вывода	4096 байт на ввод и 4096 байт на вывод
• объем данных ввода-вывода на ведомое устройство	244 байт на ввод и 244 байт на вывод
Количество S7-соединений,не более	16 ... 48, определяется типом центрального процессора
Функции S5-совместимой связи (SEND/RECEIVE):
• количество соединений, не более	32
• объем данных на соединение	240 байт (SEND и RECEIVE)
Количество соединений при одновременной поддержке нескольких протоколов (из которых 2 соединения зарезервировано дляPG/OP функций связи):
• без поддержки PROFIBUS DP, не более	59
• с поддержкой PROFIBUS DP,не более	55
Габариты	25 х 290 х 210 мм
Масса	0.8 кг