Simatic S7-400 Profibus Kommunikationsprozessor Siemens CP 443-5 Basic 6GK7443-5FX02-0XE0

Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 | SIMATIC NET CP 443-5 Basic — PROFIBUS-Kommunikationsprozessor für S7-400, FMS / S7 / PG/OP, 9,6kbps–12Mbps, 48 Verbindungen, FW V4.0+

Übersicht

Das Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 ist das CP 443-5 Basic — der PROFIBUS-Kommunikationsprozessor, der eine SIMATIC S7-400 SPS mit PROFIBUS-Netzwerken verbindet. In der Kommunikationsarchitektur der S7-400 übernimmt der integrierte MPI-Port der CPU die Programmierung und einfache HMI-Verbindungen bei moderater Geschwindigkeit. Die Anbindung der S7-400 an ein aktives PROFIBUS-Anlagennetzwerk — als DP-Slave, FMS-Station oder Peer in einer S7-Kommunikationstopologie — erfordert jedoch ein dediziertes CP-Modul.

Das CP 443-5 Basic ist dieses Modul für die PROFIBUS-Konnektivitätsanforderung der Basic-Klasse.

Die Bezeichnung "Basic" unterscheidet dieses Modul vom CP 443-5 Extended (6GK7443-5DX-Serie), das die PROFIBUS DP-Master-Fähigkeit für dezentrale Peripheriesteuerung hinzufügt.

Das CP 443-5 Basic konzentriert sich auf FMS- und S7-Kommunikation — industrielle Nachrichtenübermittlung und Datenaustausch zwischen SPSen — ohne den DP-Master-Scanzyklus, den die Extended-Version bietet. 

Für S7-400-Systeme, die PROFIBUS DP-Master-Funktionalität zur Steuerung dezentraler ET 200-Peripherie benötigen, ist die Extended-Variante die richtige Wahl; für S7-400-Systeme, die als Datenkommunikations-Peer an PROFIBUS teilnehmen, reicht das Basic-Modul zu geringeren Kosten aus.

Die Revision -FX02-0XE0 stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber den Vorgängerversionen -FX01 und -FX00 dar: Die Firmware V4.0 als Basis dieser Version liefert bis zu dreimal höhere Kommunikationsleistung im Vergleich zu früheren Hardware-Revisionen des CP 443-5 Basic, während die volle Abwärtskompatibilität mit PROFIBUS-Netzwerken und STEP 7-Konfigurationen, die für frühere Hardware erstellt wurden, erhalten bleibt.

Schlüsselspezifikationen

Multi-Protokoll-Betrieb — FMS, PG/OP und S7-Kommunikation

Das CP 443-5 Basic arbeitet im Multi-Protokoll-Modus und verarbeitet drei verschiedene PROFIBUS-Kommunikationsdienste gleichzeitig über dieselbe physikalische RS-485-Schnittstelle:

PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification) ist das Anwendungsschichtprotokoll, das im IEC 61158-Standard für den Peer-to-Peer- und Client-Server-Datenaustausch zwischen SPSen, DCS-Stationen, Antrieben und Bedienersystemen definiert ist.

FMS definiert strukturierte Datenobjekte, Lese-/Schreibdienste und Ereignismeldungen — es war die bevorzugte PROFIBUS-Anwendungsschicht für die Datenkommunikation auf Anlagenebene in den 1990er und 2000er Jahren.

Das CP 443-5 Basic bietet FMS-Kommunikationsdienste, die es der S7-400 ermöglichen, Daten mit anderen FMS-fähigen Geräten im PROFIBUS-Netzwerk auszutauschen.

S5-kompatible PG/OP-Kommunikation bewahrt die Funktionalität der Programmierverbindung und der Bedienfeldverbindung über das PROFIBUS-Netzwerk.

Ein STEP 7-Programmierterminal, das an einen beliebigen Knoten im PROFIBUS angeschlossen ist, kann die S7-400 über ihr CP 443-5 Basic erreichen und auf die CPU für Programm-Upload/Download, Online-Überwachung und Diagnose zugreifen. 

Mit Firmware V4.0 und STEP 7 V5.0 oder höher erstrecken sich die PG-Bus-Funktionen über mehrere Subnetze.

S7-Kommunikation bietet das native, hocheffiziente SPS-zu-SPS-Datenaustauschprotokoll von Siemens — das PUT/GET-Dienstpaar, das es einer S7-CPU ermöglicht, Datenblöcke in einer anderen S7-CPU über PROFIBUS zu lesen oder zu schreiben.

Die Grenze von 48 Verbindungen definiert, wie viele gleichzeitige FMS- und S7-Kommunikationsbeziehungen das CP 443-5 Basic gleichzeitig verwaltet.

Leistungssteigerung in der -FX02-Revision

Das 6GK7443-5FX02-0XE0 ist ein Meilenstein in der Hardware-Revision der CP 443-5 Basic-Produktgeschichte.

Im Vergleich zur vorherigen Revision -FX01-0XE0 erreicht die -FX02-Hardware mit Firmware V4.0 bis zu dreimal höhere Kommunikationsleistung — das bedeutet schnelleren Datendurchsatz bei FMS- und S7-Kommunikationsverbindungen, schnellere PG-Zugriffsantworten und eine insgesamt bessere Reaktionsfähigkeit in stark frequentierten PROFIBUS-Netzwerken.

Diese Leistungssteigerung ist für das Netzwerk völlig transparent — das -FX02-Modul wird als direkter Ersatz für -FX01- und -FX00-Module installiert, ohne dass Konfigurationsänderungen in STEP 7 HW Config oder in den PROFIBUS-Netzwerkparametern erforderlich sind.

Bestehende STEP 7-Projekte, die frühere Revisionen spezifiziert haben, funktionieren weiterhin mit dem installierten -FX02.

S7-400H-Kompatibilität — Hochverfügbarkeitssysteme

Das CP 443-5 Basic ist vollständig kompatibel mit den S7-400H-Hochverfügbarkeits-CPU-Konfigurationen. In einem redundanten S7-400H-System — bei dem zwei CPU-Racks parallel arbeiten und einen Hot-Standby aufrechterhalten — trägt jedes Rack typischerweise sein eigenes CP 443-5 Basic, das redundante PROFIBUS-Kommunikationspfade bereitstellt.

Im Falle eines CPU-Rack-Wechsels (geplant oder fehlerbedingt) wird der PROFIBUS-Kommunikationspfad über das CP des überlebenden Racks aus Netzwerksicht unterbrechungsfrei fortgesetzt.

FAQ

F1: Was ist der Unterschied zwischen dem CP 443-5 Basic und dem CP 443-5 Extended und wie wähle ich zwischen ihnen?

Das CP 443-5 Basic übernimmt FMS-, S7-Kommunikations- und PG/OP-Funktionen — es ist eine PROFIBUS-Station für die Kommunikation auf Peer-Ebene und den Programmierzugriff.

Das CP 443-5 Extended fügt die PROFIBUS DP-Master-Funktionalität hinzu, die es der S7-400 ermöglicht, DP-Slaves (ET 200 dezentrale Peripherie, Antriebe, Sensoren) mit einer deterministischen Zyklusrate zu scannen. 

Wenn die Anwendung erfordert, dass die S7-400 als DP-Master zur Steuerung dezentraler Feldgeräte fungiert, ist die Extended-Variante erforderlich. 

Wenn die S7-400 nur Daten mit anderen SPSen oder HMIs über PROFIBUS FMS oder S7-Kommunikation austauschen muss — ohne einen DP-Slave-Scan zu verwalten — ist die Basic-Variante geeignet und kostengünstiger.

F2: Können mehrere CP 443-5 Basic-Module in einem S7-400-Rack installiert werden?

Ja, mehrere CP 443-5-Module können in einem S7-400-Rack installiert werden, vorbehaltlich der Slot-Anzahl des Racks und der Stromkapazität des Netzteils (jedes Modul zieht 1A vom 5V-Backplane). Die Installation mehrerer CP 443-5-Module ermöglicht es der S7-400, an mehreren unabhängigen PROFIBUS-Netzwerken gleichzeitig teilzunehmen oder die verfügbare Verbindungsanzahl für Anwendungen zu erhöhen, die mehr als 48 gleichzeitige FMS/S7-Kommunikationsverbindungen benötigen.

Die Gesamtzahl der CPs in einem S7-400-System ist durch die Systemkonfigurationsregeln von Siemens begrenzt, die maximale CP-Anzahlen je nach CPU-Typ und anderen installierten Modulen festlegen.

F3: Benötigt das CP 443-5 Basic eine bestimmte STEP 7-Version oder NCM S7-Software für die Konfiguration?

Das CP 443-5 Basic wird in STEP 7 mit dem Hardware-Konfigurationswerkzeug (HW Config) konfiguriert, das die GSD-Datei und den Treiber des CP für automatische Konfigurationsunterstützung enthält.

Für PG-Bus-Funktionen, die sich über mehrere PROFIBUS-Subnetze erstrecken — eine der erweiterten Funktionen, die in der -FX01-Revision eingeführt und in -FX02 verbessert wurden — ist STEP 7 Version V5.0 oder höher auf dem Programmierterminal erforderlich.

Die grundlegende FMS- und S7-Kommunikationskonfiguration funktioniert mit früheren kompatiblen STEP 7-Versionen.

F4: Das Modul ist ausgelaufen. Ist die Hardware -FX02-0XE0 mit späteren oder aktuellen Siemens CP-Ersatzprodukten kompatibel?

Das CP 443-5 Basic war Teil der Kommunikationsmodulreihe der S7-400, die Siemens schrittweise eingestellt hat, als die S7-400-Plattform ihr geplantes End-of-Sale erreichte.

Für S7-400-Systeme, die noch in Produktion sind, ist das CP 443-5 weiterhin über den Markt für industrielle Gebrauchtteile erhältlich. Für neue Automatisierungsdesigns empfiehlt Siemens die S7-1500-Plattform mit dem entsprechenden Kommunikationsmodul CM 1542-5 für die PROFIBUS-Konnektivität. 

Die Migration von CP 443-5 zu einem Äquivalent der aktuellen Generation erfordert die Anpassung des STEP 7/TIA Portal-Projekts und möglicherweise die Aktualisierung der Netzwerk-Topologie, da die S7-1500 und S7-400 unterschiedliche Rack-Backplane-Designs verwenden.

F5: Wie wird die PROFIBUS-Bus-Terminierung mit dem 9-poligen Sub-D-Anschluss des CP 443-5 Basic gehandhabt?

Das PROFIBUS-Kabel wird mit einem Standard-PROFIBUS-Busstecker (aus der Serie 6ES7972 oder gleichwertige Fremdstecker) terminiert, der integrierte Bus-Terminierungsschalter enthält. Der 9-polige Sub-D-Anschluss des CP 443-5 Basic nimmt den PROFIBUS-Busstecker direkt auf.

An den beiden physikalischen Enden des PROFIBUS-Segments wird der Terminierungsschalter des Bussteckers auf EIN gestellt, wodurch die internen 390Ω/220Ω-Terminierungswiderstände aktiviert werden, die der charakteristischen Impedanz des Kabels entsprechen.

Zwischenknoten (nicht an den physikalischen Enden) sind die Terminierungsschalter auf AUS gestellt. Das CP 443-5 Basic selbst bietet keine softwaregesteuerte Terminierung — die korrekte physikalische Bus-Terminierung ist eine Aufgabe der Verkabelung.