الاتصالاتالمعالج 6GK7443-1EX20-0XE0 6GK7 443-1EX20-0XE0 6GK7443-1EX2O-OXEO

سيمنز 6GK7443-1EX20-0XE0 | معالج اتصالات CP 443-1 — شبكة إيثرنت صناعية S7-400، مزدوج RJ45 10/100 ميجابت/ثانية، وحدة تحكم PROFINET IO، 128 اتصال، SNMP V2 / DHCP / تشخيص الويب

نظرة عامة

إن Siemens 6GK7443-1EX20-0XE0 هو معالج اتصالات CP 443-1 لوحدة SIMATIC S7-400 — وهي وحدة واجهة شبكة إيثرنت صناعية تربط رف S7-400 PLC مباشرة بشبكات إيثرنت بسرعة 10/100 ميجابت/ثانية، بينما تعمل في نفس الوقت كوحدة تحكم PROFINET IO لأنظمة الإدخال/الإخراج الموزعة.

في تسلسل هرمي لوحدات S7-400، يتم توصيل CP 443-1 في اللوحة الخلفية بجانب وحدات وحدة المعالجة المركزية، وتحمل عبء اتصالات الشبكة بالكامل بشكل مستقل عن وحدة المعالجة المركزية، مما يخفف من معالجة بروتوكول الإيثرنت حتى تظل وحدة المعالجة المركزية مركزة على تنفيذ برنامج PLC الخاص بها دون أن تؤثر تكاليف الاتصال على أداء دورة المسح.

الميزة الأكثر تميزًا لوحدة EX20 هي مفتاحها المدمج ثنائي المنافذ في الوقت الفعلي المبني حول شريحة ERTEC 400.

منفذا RJ45 ليسا اتصالي شبكة مستقلين — فهما يشتركان في عنوان IP واحد ويشكلان مفتاحًا يسمح للوحدة بالمشاركة في كل من الهياكل الخطية (التوصيل المتسلسل) والحلقية دون الحاجة إلى مفتاح خارجي.

هذا ذو صلة مباشرة بتطبيقات PROFINET IO حيث يقلل الهيكل الخطي عبر اتصالات الجهاز بالجهاز من تكلفة الأجهزة ومساحة الخزانة مقارنة بالهياكل ذات الأسلاك النجمية التي تتطلب مفتاحًا مركزيًا في كل مستوى.

الهيكل الحلقي، عند دمجه مع بروتوكول تكرار الوسائط (MRP)، يسمح للشبكة بالتعافي تلقائيًا من فشل كابل واحد أو مفتاح واحد، مما يبقي أجهزة PROFINET IO متصلة بالإنترنت أثناء ظروف الخطأ.

عند 128 اتصالًا نشطًا في وضع البروتوكول المتعدد، يمكن لـ CP 443-1 EX20 الحفاظ على مزيج من اتصالات تبادل بيانات S7، واتصالات مقبس TCP/IP المفتوحة، وروابط PROFINET IO Controller، وجلسات SEND/RECEIVE مع الأجهزة المتوافقة مع S5 — وكلها نشطة في وقت واحد ويتم إدارتها جميعًا بشكل مستقل بواسطة معالج CP الخاص.

يظهر CP لوحدة S7-400 CPU كوحدة قياسية في الرف، مع معالجة تبادل البيانات من خلال مناطق ذاكرة CPU المشتركة المحددة في NetPro أثناء التكوين.

المواصفات الرئيسية

خدمات الاتصال — ما يقدمه كل وضع

تأتي قيمة CP 443-1 في شبكة المصنع من اتساع أوضاع الاتصال التي يدعمها في وقت واحد. كل وضع يخدم غرض تكامل مميز:

اتصال S7 (PUT/GET) هو بروتوكول تبادل بيانات Siemens-إلى-Siemens الأصلي.

يسمح لوحدات S7-400 CPU بقراءة وكتابة البيانات مباشرة إلى وحدات تحكم S7 أخرى — S7-300، S7-400، أو S7-1500 عبر بوابة — باستخدام كتل برنامج PUT و GET.

هذا هو المعيار للتنسيق بين وحدات PLC في خطوط الإنتاج متعددة وحدات التحكم، حيث تحتاج وحدة تحكم واحدة إلى قراءة قيم العمليات أو كتابة نقاط الضبط إلى وحدة تحكم أخرى عبر شبكة المصنع.

جلب/كتابة يوفر التوافق مع الإصدارات السابقة مع أنظمة SIMATIC S5 القديمة التي تستخدم نموذج اتصال S5 الأقدم.

في المصانع التي تتعايش فيها أنظمة S7-400 وأنظمة S5 الأقدم، تحافظ قدرة Fetch/Write في CP 443-1 على الاتصال بالأجهزة القديمة دون الحاجة إلى معدات تحويل البروتوكول.

إرسال/استقبال (اتصال مفتوح) ينفذ اتصالات مقبس TCP/IP أو ISO للتواصل مع أنظمة غير Siemens — خوادم SCADA، ومنصات MES، وأنظمة الجودة، ونقاط تكامل ERP، ووحدات تحكم الجهات الخارجية التي تتواصل عبر شبكة Ethernet القياسية.

تتعامل كتل برنامج SEND و RECEIVE في برنامج S7-400 CPU مع تمرير البيانات من وإلى CP لهذه الاتصالات.

وحدة تحكم PROFINET IO يربط أنظمة الإدخال/الإخراج الموزعة — ET 200S، ET 200M، ET 200SP، محركات الأقراص التي تدعم PROFINET، والأدوات — مباشرة بوحدة S7-400 CPU عبر شبكة Ethernet، دون الحاجة إلى بنية تحتية منفصلة لحقل PROFIBUS.

تدير CP 443-1 EX20 تبادل بيانات IO الدوري مع ما يصل إلى 32 جهاز PROFINET IO تدعم بدء التشغيل ذي الأولوية، وتتعامل مع جميع اتصالات PROFINET في الوقت الفعلي بشكل مستقل عن دورة برنامج CPU.

مفتاح ERTEC 400 المدمج — الهيكل والتكرار

شريحة ERTEC 400 داخل CP 443-1 EX20 هي نفس السيليكون المستخدم في مفاتيح SCALANCE X الصناعية من Siemens لتطبيقات PROFINET.

تكاملها في وحدة CP يعني أن منفذي RJ45 على لوحة الوجه للوحدة هما منافذ مفتاح مُدارة تشترك في عنوان Ethernet واحد للوحدة — وليست واجهتي شبكة منفصلتين.

في الهيكل الخطي، تربط منافذ CP الاثنان الجهاز الأمامي والخلفي في سلسلة متصلة، مما ينشئ مقطع شبكة Ethernet واحد يمر عبر أجهزة متعددة دون الحاجة إلى مفتاح ذي أسلاك نجمية في كل عقدة.

في الهيكل الحلقي (عند تمكين MRP)، يتصل المنفذ الثاني للجهاز الأخير مرة أخرى بالأول، مكونًا حلقة مغلقة.

يحدد معيار MRP كيف يعمل جهاز واحد في الحلقة كمدير للحلقة، ويراقب باستمرار سلامة الحلقة وينشط مسارًا بديلاً في أقل من 200 مللي ثانية عند اكتشاف كسر في الحلقة.

بالنسبة لأنظمة PROFINET IO حيث يكون الحفاظ على استمرارية اتصالات IO مهمًا — خاصة في التطبيقات التي قد يؤدي فيها فقدان بيانات المستشعر أو المشغل أثناء الخطأ إلى مشاكل تتعلق بالسلامة أو مشاكل جودة العملية — يوفر الهيكل الحلقي مع MRP آلية تكرار فعالة من حيث التكلفة تستخدم فقط الكابلات والمنافذ الموجودة بالفعل في التركيب.

قائمة التحكم في الوصول إلى IP — الأمان على مستوى الشبكة

تسمح وظيفة قائمة التحكم في الوصول إلى IP (ACL) لـ CP 443-1 بقبول أو رفض الاتصالات الواردة من عناوين IP محددة أو نطاقات عناوين IP.

يوفر هذا تحكمًا في الوصول على مستوى الشبكة يحد من الأنظمة الخارجية التي يمكنها بدء الاتصالات بوحدة S7-400 CPU عبر CP.

في بيئة مصنع حيث تتصل شبكة OT (تكنولوجيا التشغيل) بأنظمة تكنولوجيا المعلومات الخاصة بالشركة أو البنية التحتية السحابية، تنشئ قائمة ACL IP على CP محيطًا محددًا: فقط خوادم SCADA، ومحطات عمل الهندسة، وأنظمة HMI ذات عناوين IP المكونة يمكنها إنشاء اتصالات، بينما يتم حظر جميع حركة مرور الشبكة الأخرى عند CP.

هذا ليس بديلاً عن بنية شبكة مصممة بشكل صحيح مع جدران الحماية وتقسيم الشبكة، ولكنه يوفر طبقة إضافية ذات مغزى من الحماية ضد الوصول غير المقصود أو الضار إلى PLC عبر واجهة Ethernet.

أسئلة متكررة

س 1: يحتوي CP 443-1 EX20 على منفذي RJ45. هل يمكنه الاتصال بشبكتين فرعيتين مختلفتين في وقت واحد؟

لا. منفذا RJ45 هما منفذان على مفتاح ERTEC 400 المدمج في الوحدة ويشتركان في عنوان IP واحد — فهما ليسا واجهتي شبكة مستقلتين على شبكات فرعية مختلفة. كلا المنفذين ينتميان إلى نفس مقطع شبكة Ethernet.

يدعم تصميم المنفذ المزدوج الهياكل الخطية والحلقية داخل شبكة واحدة. للاتصال بشبكات فرعية متعددة (ربط S7-400 بشبكات مستقلة متعددة)، ستحتاج إلى وحدات CP 443-1 متعددة مثبتة في نفس رف S7-400.

س 2: يبلغ الحد الأقصى للاتصالات النشطة 128. كيف يتم توزيع هذا عبر أوضاع الاتصال المختلفة؟

حد الـ 128 اتصالًا هو الإجمالي عبر جميع أوضاع البروتوكول النشطة في وقت واحد.

يتم تكوين التخصيص بين اتصال S7، و SEND/RECEIVE ISO-on-TCP/ISO/UDP، و PROFINET IO في NetPro ويتم استهلاكه من المجمع المشترك. تستهلك اتصالات جهاز PROFINET IO من نفس المجمع مثل الاتصالات الأخرى.

يعتمد التخصيص الفعلي على متطلبات التطبيق المحددة — يستهلك نظام به العديد من أجهزة PROFINET IO المزيد من الاتصالات من المجمع، تاركًا عددًا أقل متاحًا لـ S7 و SEND/RECEIVE في وقت واحد.

يوفر دليل التشغيل الخاص بـ CP 443-1 جداول ميزانية اتصال مفصلة لتخطيط الحد الأقصى للتكوين.

س 3: هل يمكن استخدام CP 443-1 EX20 مع وحدات CPU المتكررة S7-400H؟

نعم، يمكن استخدام EX20 كوحدة بديلة في تكوينات H-CPU، بما في ذلك مع H-CPUs التي تعمل بالبرامج الثابتة V4.0 وما فوق.

ومع ذلك، هناك قيود: وضع SSEND/SRECV على واجهة SEND/RECV غير مدعوم مع H-CPUs، و PROFINET IO غير مدعوم مع H-CPUs. 

لتطبيقات نظام H التي تتطلب PROFINET IO، يجب تحديد متغير CP المتقدم. يعمل اتصال S7 و SEND/RECEIVE القياسي في الأوضاع الأخرى بشكل صحيح مع H-CPUs.

س 4: ما هو برنامج التكوين المطلوب لإعداد CP 443-1 EX20؟

يتم تكوين CP 443-1 EX20 باستخدام SIMATIC STEP 7 (Classic) مع أداة تكوين الشبكة NetPro.

في STEP 7، تتم إضافة وحدة CP إلى تكوين أجهزة S7-400، ثم يتم استخدام NetPro لتحديد الاتصالات — S7، SEND/RECEIVE، تعيينات PROFINET IO، وجميع معلمات الشبكة بما في ذلك عنوان IP، والشبكة الفرعية، وإعدادات DHCP، وقائمة التحكم في الوصول إلى IP. 

لا يقوم TIA Portal بتكوين CP 443-1 EX20 لوحدات S7-400 بشكل أصلي؛ يظل STEP 7 Classic الأداة المناسبة لجيل هذه الوحدة.

س 5: تم إيقاف إنتاج 6GK7443-1EX20-0XE0. ما هو البديل الموصى به؟

توصي Siemens بوحدة CP 443-1 EX31 (6GK7443-1EX31-0XE0) كبديل لـ EX20.

تحتفظ EX31 بنفس مجموعة الميزات الأساسية والواجهة المادية (RJ45 مزدوج، مفتاح قائم على ERTEC) مع إضافة لوحة دوائر مطليّة للتشغيل في درجات حرارة محيطة تصل إلى 70 درجة مئوية — أوسع من نطاق التشغيل القياسي لـ EX20.

تعتبر EX31 بديلاً مباشرًا لـ EX30 و EX20 في معظم التطبيقات.

بالنسبة لمشاريع S7-400 الجديدة، توصي Siemens أيضًا بتقييم مسار الترحيل إلى S7-1500 مع تكامل PROFINET الأصلي الخاص بها، مما يلغي الحاجة إلى وحدة CP منفصلة.