Обзор

• Подключение SIMATIC S7-400 к Industrial Ethernet
  • Одновременная поддержка протоколов ISO, TCP/IP, UDP и PROFINET IO.
  • Настраиваемый набор поддерживаемых функций.
• Два независимых интерфейса с встроенным разделением сетей:
  • Гигабитный интерфейс с гнездом RJ45, скоростью обмена данными 10/100/1000 Мбит/с, дуплексным/ полудуплексным режимом работы, автоматическим определением и автоматической настройкой на скорость обмена данными в сети.
  • Интерфейс PROFINET с четырьмя гнездами RJ45, скоростью обмена данными 10/100 Мбит/с, дуплексным/ полудуплексным режимом работы, автоматическим определением и автоматической настройкой на скорость обмена данными в сети, а также встроенным 4-канальным коммутатором.
• Коммуникационные функции для обоих интерфейсов:
  • Открытый TCP/IP и UDP обмен данными: широковещательные сообщения на основе UDP, включая роутинг между обоими интерфейсами.
  • PG/OP функции связи: 
    с поддержкой межсетевого обмена данными на основе процедур S7 роутинг.
  • S7 функции связи (клиент, сервер, мультиплексирование), включая роутинг между обоими интерфейсами.
  • IT функции связи:
    HTTP функции связи с обеспечением доступа к технологическим данным через встроенный Web сайт;
    функции e-mail клиента с рассылкой авторизованных e-mail сообщений из программы пользователя;
    FTP функции связи с использованием программно управляемого FTP клиента;
    доступ к блокам данных через FTP серверы.
• Коммуникационные функции интерфейса PROFINET:
  • Контроллер ввода-вывода PROFINET IO с обменом данными в реальном масштабе времени (RT и IRT режимы).
  • PROFINET CBA
  • Назначение IP адресов через DHCP, с помощью простых инструментальных средств компьютера или с помощью программного блока (например, для приборов человеко-машинного интерфейса). 
  • Поддержка приоритетного запуска приборов ввода-вывода PROFINET IO.
  • Конфигурирование в среде STEP 7.
• Защита доступа с использованием конфигурируемого списка IP адресов.
• Замена модуля без повторного конфигурирования системы связи;
  вся необходимая информация сохраняется в съемном модуле памяти C-PLUG (включая файловую систему для IT функций связи).
• Экстенсивные функции диагностики для всех модулей монтажной стойки.
• Интеграция в систему управления сетью на основе SNMP V1 MIB-II.
• Работа в резервированных контроллерах для построения резервированных систем S7 связи
• Работа в составе систем противоаварийной защиты и обеспечения безопасности (PROFIsafe) на основе центральных процессоров CPU 416F.

Область применения

Коммуникационный процессор CP 443-1 Advanced находит применение для подключения контроллеров SIMATIC S7-400 к сети Industrial Ethernet.

Он оснащен встроенным микропроцессором и позволяет разгружать центральный процессор контроллера от обслуживания коммуникационных задач и дополнительных коммуникационных соединений.

CP 443-1 Advanced позволяет выполнять обмен данными между контроллером S7-400 и:

• Программаторами/ компьютерами. 
• Главными компьютерами. 
• Приборами человеко-машинного интерфейса. 
• Системами автоматизации SIMATIC S5/ S7/ C7/ WinAC.
• Приборами и контроллерами ввода-вывода PROFINET IO.
• Компонентами PROFINET CBA.

PROFINET CBA находит применение для создания многократно используемых технологических модулей.

Особенности

• Идеальное решение для построения небольших локальных сетей на основе встроенного 4-канального коммутатора, уменьшение монтажных объемов в шкафу управления.
• Снижение затрат на разделение сетей. 
• Поддержка функций реконфигурирования сети (MRP) и возможность использования в составе H-систем автоматизации, повышение надежности функционирования системы связи.
• Защита инвестиций за счет интеграции существующих программируемых контроллеров SIMATIC S5 в новые системы на основе открытого обмена данными через Industrial Ethernet.
• Оптимальная поддержка операций обслуживания на основе использования:
  • Web-диагностики.
  • Дистанционного программирования через TCP/IP WAN или через телефонные сети (например, ISDN).
  • SNMP мониторинга IT сети.
  • Съемного модуля памяти C-PLUG, сохраняющего все параметры настройки, включая файловую систему для IT функций связи, позволяющего производить замену модуля без повторного конфигурирования системы связи.
• Обеспечение доступа к технологическим данным со стороны стандартного Web браузера, снижение затрат на программное обеспечение на стороне Web клиентов.
• Безопасность:
  Защита от несанкционированного доступа без изменения паролей на основе конфигурируемого списка IP адресов. Использование парольной защиты для Web приложений.
• Событийно управляемая передача сообщений в IT системе связи, в том числе, и через каналы электронной почты.
• Синхронизация времени в масштабах предприятия на основе процедур NTP или SIMATIC.
• Обеспечение доступа к множеству станций на основе свободных UDP соединений и функций передачи широковещательных сообщений.
• Простой и быстрый обмен данными между контроллером SIMATIC S7-400 и приборами полевого уровня через Industrial Ethernet с поддержкой функций контроллера ввода-вывода PROFINET IO, RT и IRT режимов обмена данными в реальном масштабе времени.
• Снижение времени и затрат на построение модульных машин и выполнение инженерных работ за счет поддержки стандарта PROFINET CBA.
• Простое и универсальное подключение контроллера к различным компьютерам на основе FTP.
• Использование файловой системы модуля C-PLUG для хранения больших объемов данных, файлов регистрации и статистических данных.
• Установка IP параметров серии машин без использования STEP 7.
• Опциональная поддержка обмена данными без использования процедур RFC 1006.

Дизайн

CP 443-1 Advanced обладает всеми характерными чертами модулей программируемого контроллера SIMATIC S7-400:

• Пластиковый корпус шириной 25 мм, на фронтальной панели которого расположены:
  • Пять гнезд RJ45 для подключения к Industrial Ethernet через два независимых интерфейса;
    автоматическое определение и автоматическая настройка на скорость обмена данными в сети, автоматическая кроссировка соединительных кабелей;
    подключение соединительных кабелей с помощью штекеров IE FC RJ45 Plug 180 с осевым (180°) отводом кабеля или использование стандартных TP кордов.
  • Диагностические светодиоды индикации оперативных и коммуникационных состояний.
• Простой монтаж;
  CP 443-1 Advanced устанавливается в монтажную стойку S7-400 и соединяется с другими модулями через внутреннюю шину контроллера. В монтажной стойке он может занимать любое посадочное место, отведенное для модулей SM/ FM/ CP.
• CP 443-1 Advanced работает с естественным охлаждением.
• В комбинации с интерфейсными модулями IM 460/461 коммуникационный процессор CP 443-1 Advanced может устанавливаться не только в базовый блок, но и в стойки расширения.
• Замена модуля производится без повторного конфигурирования системы связи.
• Съемный модуль памяти C-PLUG включен в комплект поставки. Без этого модуля коммуникационный процессор работать не может.
• Светодиоды индикации режимов работы модуля, а также режимов работы коммуникационных портов.

Функции

Модуль CP 443-1 Advanced выполняет независимое обслуживание операций обмена данными через Industrial Ethernet. Он оснащен встроенным микропроцессором и поставляется с предварительно установленным уникальным MAC адресом.

Поддержка протокола DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) позволяет назначать IP адреса с центрального DHCP сервера.

Для контроля соединений существует возможность настройки времен обмена данными для всех танспортных TCP соединений с активными и пассивными партнерами по связи.

CP 443-1 Advanced способен функционировать с одновременной поддержкой транспортных протоколов ISO, TCP/IP и UDP и перечисленных ниже функций связи:

PG/OP функции связи 

Позволяют выполнять дистанционное программирование всех сетевых S7 станций.

• S7 роутинг;
  обеспечивает поддержку функций межсетевого обмена данными для дистанционного программирования всех S7 станций в сложных сетевых структурах.

S7 функции связи 

Для подключения S7-400 (в режиме сервера или клиента) к программируемым контроллерам S7-200/ S7-300/ S7-400/ WinAC (в режиме сервера или клиента), приборам человеко-машинного интерфейса и компьютерам, оснащенным программным обеспечением SOFTNET-S7 или коммуникационными процессорами CP 1613 A2/CP 1623 с программным обеспечением S7-1613.

• H функции связи;
  для построения резервированных систем S7 связи. CP 443-1 Advanced может использоваться в SIMATIC H системах с центральными процессорами V4.5 или выше. За счет этого между H системой и компьютерными системами (с CP 1613 A2/CP 1623 и S7-REDCONNECT) могут устанавливаться резервированные соединения.
• Операции синхронизации времени центрального процессора с использованием процедур NTP или SIMATIC позволяют устанавливать время с точностью ±1 с.

Открытый обмен данными 

Простой оптимизированный интерфейс обмена данными с возможностью передачи по одному запросу до 8 Кбайт данных. Базируется на использовании 4 транспортного уровня и коммуникационных функций SEND/ RECEIVE.

Этот интерфейс позволяет использовать:

• Транспортные соединения ISO.
• TCP соединения с поддержкой или без поддержки процедур RFC 1006.
• UDP соединения (До 2 Кбайт данных на запрос).
• Широковещательные сообщения на основе UDP (До 2 Кбайт данных на телеграмму).

Открытый обмен данными находит применение для организации связи с контроллерами SIMATIC S5, SIMATIC S7-400/ S7-300/ WinAC, а также с офисными или промышленными компьютерами.

Для управления открытым обменом данными через Industrial Ethernet в программу STEP 7 контроллера должны быть включены специальные загружаемые функциональные блоки.

Функции FETCH/ WRITE позволяют получать прямой доступ к памяти центрального процессора SIMATIC S7 (по аналогии с CP 1430 TCP в программируемых контроллерах SIMATIC S5). Эта особенность позволяет продолжать эксплуатацию существующих систем человеко-машинного интерфейса.

Применение транспортного протокола UDP позволяет использовать широковещательные сообщения для одновременной рассылки и приема через конфигурируемые широковещательные цепи.

Функции связи в PROFINET

Контроллер ввода-вывода PROFINET IO;
обмен данными в реальном масштабе времени с приборами полевого уровня и компьютерными приборами ввода-вывода (например, с коммуникационными процессорами CP 1616 или CP 1604) через Industrial Ethernet в соответствии с требованиями стандарта PROFINET с поддержкой RT и IRT режимов.

Обеспечивается поддержка приоритетного запуска приборов ввода-вывода.

PROFINET CBA;
коммуникационный обмен данными между технологическими модулями;
позволяет выбирать синхронный или асинхронный обмен данными.
Обмен данными может выполняться в реальном масштабе времени или без поддержки этого режима.

IT функции связи 

• IP роутинг;
  обмен IP сообщениями V4 между гигабитным интерфейсом и интерфейсом PROFINET, регулируемый списком IP адресов доступа.
• WEB сервер;
  до 30 Мбайт свободно определяемых HTML страниц, которые могут просматриваться из стандартного Web браузера;
  обработка данных встроенной файловой системы через FTP.
• Стандартные диагностические страницы;
  для быстрой диагностики системы и всех модулей, вставленных в монтажную стойку, без использования дополнительных инструментальных средств.
• Электронная почта;
  выполнение функций e-mail клиента, отправка авторизованных электронных сообщений непосредственно из программы пользователя.
• FTP функции связи;
  открытый протокол, поддерживаемый большинством существующих операционных систем.
• Буферная оперативная память объемом 32 Мбайт для хранения динамически изменяющихся данных. Дополнительно можно использовать буферную память объемом 512 Кбайт, получающую питание от буферной батареи блока питания контроллера.

Диагностика 

Исчерпывающий набор диагностических функций, поддерживаемый STEP 7, Web и SNMP, позволяющий:

• Определять оперативные состояния коммуникационного процессора.
• Выполнять диагностику приборов полевого уровня, подключенных к PROFINET (в том числе и из программы пользователя).
• Использовать основной набор диагностических и статистических функций.
• Выполнять диагностику соединений.
• Получать статистические данные контроллера LAN.
• Получать информацию о каждом коммуникационном порте.
• Получать доступ к содержимому буфера диагностических сообщений.
• Web интерфейс с поддержкой простых диагностических функций и обеспечением доступа к буферу диагностических сообщений коммуникационного и центрального процессора с отображением информации в текстовом формате/

Диагностика во время работы 

• Запрос состояний коммуникационных соединений через функциональный блок.
• Интеграция в систему управления сетью на основе протокола SNMP V1 MIB-2;
  позволяет получать информацию о состоянии интерфейса Ethernet, например, для управления сетью.

Безопасность 

Использование конфигурируемого списка IP адресов доступа для определения состава компьютеров и программируемых контроллеров, способных получать IP доступ к коммуникационному процессору и данным контроллера.
Доступ к Web сайтам защищается паролем.

Конфигурирование 

Для конфигурирования всех функций CP 443-1 Advanced необходим STEP 7 V5.4 и выше.

Для формирования компонентов PROFINET CBA необходим пакет SIMATIC iMap от V 3.0 SP1 и выше.

Параметры настройки коммуникационного процессора, заданные в среде STEP 7, сохраняются в памяти центрального процессора. Эту особенность необходимо учитывать при выборе емкости карты памяти центрального процессора.

HTML страницы пользователя, FTP данные и данные, сформированные в среде SIMATIC iMAP, сохраняются в съемном модуле памяти C-PLUG.

Замена коммуникационного процессора выполняется без повторного конфигурирования системы связи, поскольку все параметры настройки сохраняются в памяти центрального процессора и съемном модуле памяти C-PLUG.

Коммуникационные блоки для открытого обмена данными и программируемый коммуникационный блок S7 клиента, необходимые для организации связи, включены в комплект поставки STEP 7 или могут загружаться через Internet.

Интеграция

Подключение к сети более высокого уровня

 

Небольшая независимая локальная сеть

Подключение к сети гигабитного Ethernet

Технические данные

	CP 443-1 Advanced
Скорость обмена данными 1	10/100 Мбит/с; автоматическое определение и автоматическая настройка на скорость обмена данными в сети
Скорость обмена данными 2	10/100/1000 Мбит/с; автоматическое определение и автоматическая настройка на скорость обмена данными в сети
Интерфейсы:
подключения к гигабитному Ethernet, электрический	1 x RJ45 (10/100/1000 Мбит/с; TP)
подключения к PROFINET, электрический	4 x RJ45 (10/100 Мбит/с; TP)
слот для установки модуля памяти	C-PLUG
Напряжение питания	+5 В ± 5% через внутреннюю шину контроллера
Потребляемый ток
от внутренней шины контроллера, =5 В	1.8 A, типовое значение
Потери мощности	7.25 Вт
Условия эксплуатации, транспортировки, хранения:
диапазон рабочих температур	0 … +60 °C
диапазон температур хранения и транспортировки	-40 … +70 °C
относительная влажность, не более	95% при +25 °C
Конструкция:
формат модуля	Компактный модуль S7-400, шириной 25 мм
габариты (Ш x В x Г) в мм	25 x 290 x 217
масса	приблизительно 750 г
Программное обеспечение конфигурирования	STEP 7 V5.4 + SP4 или выше1)
для 6GK7 443-1EX41-0XE0
Производительность
Открытый обмен данными через IE/ функции S5-совместимой связи (SEND/RECEIVE)
Суммарное количество одновременно устанавливаемых ISO/TCP/UDP соединений	Не более 64
Объем данных пользователя
для ISO или TCP/IP соединения	Не более 8 Кбайт
для UDP соединения	Не более 2 Кбайт
для E-mail сообщения	Не более 2 Кбайт
Открытый обмен данными через IE (T-блоки)
Количество соединений	Не более 642)
Объем данных на ISO, TCP/IP, UDP	1452 байт
S7 функции связи
Количество соединений	Не более 128
PG/OP функции связи
Количество PG соединений	Не более 2
Количество OP соединений	Не более 30
Одновременная поддержка нескольких протоколов
Суммарное количество одновременно обслуживаемых соединений	Не более 1283)
FTP функции связи
Количество соединений в режиме клиента	Не более 20
Количество соединений в режиме сервера	Не более 10
IT функции связи
Емкость памяти:
Flash память файловой системы	32 Мбайт, из них около 30 Мбайт доступно пользователю
RAM	16 Мбайт, доступных пользователю; дополнительная буферная память емкостью 512 Кбайт, защищаемая буферной батареей блока питания контроллера
HTTP функции связи
Количество соединений сервера	Не более 4
Функции связи в PROFINET
Контроллер PROFINET IO
Количество подключаемых приборов ввода-вывода PN IO	Не более 128
из них IRT приборов	Не более 64
Количество внешних линий ввода-вывода на базовый блок	Не более 4
Общий объем области ввода-вывода:
для ввода	Не более 4 Кбайт
для вывода	Не более 4 Кбайт
Объем области ввода-вывода на один прибор ввода-вывода:
для ввода	Не более 240 байт
для вывода	Не более 240 байт
PROFINET CBA
Количество удаленных партнеров по связи	64
Суммарное количество соединений	600
Объем данных для всех входящих соединений	8192 байт
Объем данных для всех исходящих соединений	8192 байт
Объем данных для массивов и структур (асинхронные соединения), не более	8192 байт
Объем данных для массивов и структур (синхронные соединения), не более	250 байт
Объем данных для массивов и структур (локальные соединения), не более	2400 байт
Удаленные соединения с асинхронным обменом данными
Скорость сканирования: минимальный интервал  Настройка: 100, 200, 500 или 1000 мс	100 мс
Количество входящих соединений, не более	150
Количество исходящих соединений, не более	150
Объем данных для всех входящих соединений	8192 байт
Объем данных для всех исходящих соединений	8192 байт
Удаленные соединения с синхронным обменом данными
Частота передачи: минимальный интервал передачи  Настройка: 10, 20, 50, 100, 200, 500 или 1000 мс	10 мс
Количество входящих соединений, не более	250
Количество исходящих соединений, не более	250
Объем данных для всех входящих соединений	2000 байт
Объем данных для всех исходящих соединений	2000 байт
Асинхронный обмен HMI переменными через PROFINET
Количество подключаемых станций для HMI переменных (PN OPC/iMap);  станции: 2 x PN OPC и 1 x SIMATIC iMap	3
Время обновления HMI переменных, не менее	500 мс
Количество HMI переменных, не более	200
Объем данных всех HMI переменных	8192 байт
Внутренние соединения в приборах:
Количество внутренних соединений в приборах	300
Объем данных для всех внутренних соединений в приборах	2400 байт
Соединения с константами:
Количество соединений с константами, не более	500
Объем данных для всех соединений с константами	4000 байт
Функции PROFIBUS proxy	Нет
Доступ к переменным S7extended
Максимальное количество S7 соединений для доступа к переменным с PROFINET атрибутом "S7extended", не более	32

¹⁾ Для конфигурирования систем PROFINET CBA необходим пакет iMap от V 3.0 SP1 и выше

²⁾  Каждое занимает дополнительное S7 соединение

³⁾ Несколько центральных процессоров

Дальнейшая информация

Программное обеспечение конфигурирования NCM S7 для Industrial Ethernet включено в комплект поставки STEP 7.