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| 起源の場所 | ドイツ |
| ブランド名 | Siemens |
| 証明 | CE RoHS |
| モデル番号 | 6GK7443-1EX30-0XE0 |
旗艦CPU417-5Hを含むS7-400CPUシリーズにはMPIとPROFIBUS DPインターフェースが標準搭載されている.CPUレベルでの統合されたEthernetまたはPROFINETポートが含まれていません..
S7-400からのEthernetまたはPROFINET接続には,S7-400ラックにインストールされているCP 443-1のような通信プロセッサモジュールが必要です.
This is not an oversight in the platform design — it is an architectural choice that reflects the S7-400's origins as a high-performance process controller designed before PROFINET matured into the dominant fieldbus.
CP 443-1 は専用イーサネットプロセッサとして存在し,独自の ERTEC 400 ネットワークプロセッサ,独自の RAM,S7-400CPUがプロセス制御プログラムで何をしているかにかかわらず,すべてのイーサネット通信タスクを処理する独自のプログラム.
複雑なPIDカスケードプログラムを実行するCPUはネットワークトラフィックによって遅らせられず,CP 443-1はすべてのPROFINET IOサイクリックデータ交換,すべてのTCP/IPトランザクション,すべてのS7 PUT/GETリクエストを吸収します.そしてすべてのWeb診断要求S7-400 バックプレンの経由で CPU に結果を表示します.
この建築的分離は,S7-400プラットフォームが新しいプラットフォームが登場したにもかかわらず,要求の高いプロセス制御環境で展開し続ける理由の一つです.
| パラメータ | 価値 |
|---|---|
| イーサネットインターフェース | 1 × PROFINET 2ポートスイッチ |
| コネクタ | 2 × RJ-45 |
| スピード | 10/100 Mbit/s |
| 議定書 | ISO,TCP/IP,UDP/IP |
| 預言者の役割 | IOコントローラ |
| 権力 の 消耗 | 9W |
| 寸法 (W×H×D) | 25×290×210mm |
| 体重 | ~0.83kg |
| 保護 | IP20 |
| ステータス | アクティブ |
CP 443-1 のイーサネット インターフェイスは,ネットワーク スイッチへの単ポート接続ではなく,それ自体 ERTEC 400 ネットワーク プロセッサに基づく 2 ポート スイッチです.
この区別は,PROFINET IO ネットワークの配線方法について実用的な意味を持つ.
標準的な PROFINET IO 装置では,IO デバイスは,一台のデバイスの統合スイッチポートから直接次のデバイスに線形 (ダイジーチェーン) トポロジーでケーブルを接続できます.各接続に必要な中間スイッチハードウェアがない.
CP 443-1 の 2 つの RJ-45 ポートはまさにこのトポロジーに参加します: 1 つのポートは上流に接続します (バックボーンスイッチまたはラインの前のデバイスに向かって),そしてもう"つは下流に接続します (チェーン内の次のIOデバイスへ).
機械自動化セルと,すべての PROFINET 装置が物理的に近くにある小さなプラントセグメントでは,このライントポロジーのアプローチは,ワイヤリングをシンプルにしてケーブルを短くしながら,中間ネットワークスイッチのコストとパネルスペースを排除します..
広範囲に広がる多くの PROFINET IO 装置を持つ大型装置では,CP443-1の2つのRJ-45ポートは,いずれかのポートを通じてこのスターに接続しています..
PROFINET IO コントローラーとして構成された場合,CP 443-1は,割り当てられたすべての PROFINET IO デバイス (I デバイス) との完全な周期的なデータ交換の責任を負います.
シーメンスET 200SP,ET 200M,ET 200MPステーション,PROFINETインターフェース付きドライブ,安全装置,計測装置,プロセスのデータをCP 443-1と周期的に交換するS7-400 CPUのプロセスイメージに受信デバイスデータをマッピングし,CPUの出力データをデバイスに書き戻します.
これは,S7-400CPUがPROFINET IOデータを標準PLC命令 (入力画像アドレスを読み込み,CP 443-1 は,すべての PROFINET プロトコルメカニズムを透明に処理します..
設定は,IOデバイスの GSDML ファイルを使用して STEP 7 (またはサポートされている設定のための TIA ポートラル) で行われます.エンジニアは,どの IO デバイスが CP 443-1 に接続されるかを指定します.IO デバイス アドレスを割り当てます装置の入力/出力モジュールをPLCアドレスにマッピングする.
ダウンロード後,CP 443-1はすべての設定されたIOデバイスの接続を自動的に確立し,維持します.
PROFIenergyは,制御器から複数のフィールドデバイスの間で調整されたエネルギー管理を可能にする PROFINET アプリケーションプロファイルです.
計画された生産休憩期間中,シフト変更,週末,計画されたメンテナンスウィンドウでは,PLCはPROFIenergyコマンドをすべての接続されたデバイスに同時に送信できます.睡眠状態や冬眠状態を設定し,電力の消費量を通常の待機状態を下回るように指示する..
CP 443-1の PROFIenergy サポートにより,S7-400はエネルギー管理のコーディネーターとして参加できます.IO ステーションは,部分負荷に内部電源出力を削減することができます; 機械部品を搭載した装置は,ブレーキを解放し,ロック位置を指示することができる.
生産が再開されると a single PROFIenergy wake command restores all devices to operational readiness in a coordinated sequence — avoiding the chaotic simultaneous power-up that can overload supply circuits when every device starts at once.
エネルギーコストが重要な運用費である製造施設およびISO 50001エネルギー管理の準拠を求める施設では,PROFIenergyは,CP 443-1を通じて,手動的介入やカスタムマシンコードを必要とせず,構造化されたエネルギー節約を実施するための制御レベルインフラを提供します..
CP 443-1 は,IP アクセス コントロール リスト (IP ACL) を実装し,プラント エンジニアが CP 443-1 と通信できる IP アドレスやアドレス範囲を定義し,それを介して,S7-400 CPUで.
許可されたリストにないアドレスは 黙って削除されます 応答もエラーメッセージも デバイスの存在の兆候もありません
このシンプルで効果的なホワイトリストメカニズムは 同じネットワークセグメントの 権限のないステーションが コントローラーに質問し パラメータを変更するのを防ぎ許可されたエンジニアリング・ターミナルと監督システムに制限されるべきデータへのアクセス.
In an era where plant network cybersecurity is a genuine operational concern — not a theoretical risk but a documented source of production disruptions and safety incidents in industrial installations worldwide — the IP ACL provides a first line of defence at the controller level without requiring firewall appliances external to the PLC rack.
より深いセキュリティのために,プラントネットワークアーキテクチャは,管理されたスイッチやファイアウォールによるセグメント化を依然として実施すべきである.IP ACLは,このアーキテクチャを代替する代わりに補完する.
Q1:単一のS7-400ラックに CP 443-1モジュールがいくつ設置できるのですか?さらにCPを追加することで PROFINETの性能が向上しますか?
S7-400ラックは複数のCP 443-1モジュールをサポートしており,正確な数はラックタイプとステーション内のモジュールの総数によって異なります.
性能に関しては,複数のCP 443-1ユニットを設置すると,各CP 443-1が独自の割り当てられたPROFINET IOデバイスを独立して管理するため,全体的なPROFINET IOのスループットが向上します.
CP 443-1 が 64 つの PROFINET IO デバイスを管理し,ネットワーク負荷により受け入れられない IO 更新サイクル時間を生み出す場合,第二CP443-1を追加し,デバイスをそれぞれに分配することで,各CPのデバイスの数が減少し,サイクルの時間が比例的に短縮されます.
しかし,各CP 443-1は独立した PROFINET IOコントローラであり,他のCP 443-1ユニットと単一の大きなコントローラに結合しない.
CP 443-1のシメンス製品ドキュメントは,IOデバイスの最大数とCP1個あたりの最大IOデータ容量を指定している.1つのS7-400ステーションで最大4つのCP 443-1モジュールが PROFINET IOコントローラとして動作できる (他のモジュールタイプとの組み合わせ制限).
各CP 443-1は,独自の独立した PROFINET ネットワークをサポートしたり,スイッチトポロジーを介してネットワークを共有したりできます.
Q2: CP 443-1 は,S7-400H リデンダンスのシステムで使用できるのか?そして,H システム CPU 切り替える際に PROFINET IO はどのように振る舞うのか?
CP 443-1は,S7通信のためのS7-400Hシステム (PUT/GETとパートナーPLC,SCADAシステム,PCベースの監督システム) にインストールされ,操作できます.
冗長な H システムにおける PROFINET IO については, the S7-400H uses a specific PROFINET IO redundancy architecture (System Redundancy S2 or R1 on the IO devices) where the IO devices have two PROFINET IO controller connections simultaneously — one to the primary CPU's CP and one to the backup CPU's CP.
主要CPUが故障し,バックアップが引き継ぐ場合,IOデバイスはデータを失うことやデバイスの再起動を誘発することなく,PROFINET通信をバックアップにシームレスにリダイレクトします.
This requires IO devices that support S7-400H PROFINET redundancy (not all PROFINET IO devices support this — it must be verified for each device type from the device's GSDML file and its documented compatibility with S7-400H PROFINET configurations).
メディア冗長性プロトコル (MRP) は,制御台レベルの冗長性に加えて,ケーブルレベルでのリングトポロジー冗長性を提供する PROFINET ネットワーク自体にも使用できます.
Q3: 急速なスタートアップとは何か? どのアプリケーションで重要ですか?
急速起動は,電源開いた後にIOデバイスがCP 443-1との PROFINET接続を確立するのに必要な時間を劇的に短縮する PROFINET 機能です.
標準の PROFINET では,デバイスは複数の交渉段階 (IP アドレス割り当て,LLDP トポロジー発見,制御装置と処理データを交換できるまで数秒かかります..
スピードアップが設定されたらこのプロセスは,非揮発性ストレージでデバイスのIPパラメータを事前に設定し,発見段階を回避することで加速されます. 起動時間を1秒未満に短縮します..
この能力は 機械の再起動時間が 極めて重要なアプリケーションに 主要に重要です 自動車の組み立てステーションでは 起動時間の毎秒が 生産コストにかかります機械操作者がスタートボタンを押して機械が即座に生産することを期待するパッケージング機械e-stop 事件の後で迅速な再起動が生産損失を最小限に抑える安全アプリケーション
ほとんどの固定装置では,起動時間が重要な変数ではありません (マシンが週末中オフで,再起動に数秒余計は重要ではありません).標準の PROFINET の起動は完全に十分です.
Q4: 拡張Web診断機能はどのように機能し,どのような情報を表示することができますか?
CP 443-1 は,工場ネットワーク上の標準的なウェブブラウザを通じてアクセス可能な内蔵ウェブサーバーをホストします.クライアントPCにソフトウェアのインストールは必要ありません.STEP 7は必要ありません.拡張されたWeb診断ディスプレイには: CP 443-1 の状態と構成 (IP アドレス,ファームウェア バージョン,MAC アドレス,運用状態)配置されたすべての PROFINET IO デバイスの状態 (どのデバイスが通常通信しているか)ET 200S と ET 200M ステーションのモジュールレベルの診断 (どのスロットに故障があるか) とS7-400 CPUの診断バッファー (アラームイベント,ハードウェアの欠陥タイムスタンプが付いているシステムイベント).
また,シメンスでは,工場エンジニアがユーザー定義のWebページを作成し,追加の情報表示を可能にします.CP 443-1の内部データアクセス経由でS7-400 CPUのデータブロックから抽出された.
これらのユーザーページは,HMI SCADA クライアントのインストールなしで,工場ネットワーク上の任意のPCからアクセス可能なオペレーターの基本的なディスプレイとして機能できます.
Q5: CP 443-1 は TCP/IP に加えて UDP/IP をサポートしています.どの自動化用例が特に TCP ではなく UDP を必要としていますか?
TCP/IPは信頼性があり,順序よく,エラーチェックされたデータの配送を可能にします. 送信中にパケットが失われた場合,アプリケーションがデータを見る前に,TCPは自動的にそれを再送信します.TCP は S7 通信 (PUT/GET) に理想的すべてのバイトが正しく届く必要があります.
UDP/IPとは対照的に,再送信,注文保証,配達確認など提供しない.単にパケットを送信して移動する.UDPの価値は,遅延が低いことにある:確認と再送信のオーバーヘッドなしUDP パケットがより早く到着する (または失われた場合,静かに廃棄される) ことは,信頼性よりもタイミングが重要であれば受け入れられる.
産業自動化ではUDPは,リアルタイムプロセスデータの放送に使用される (次の更新が迅速に続くため,一度一度に更新の損失が受け入れられる複数の受信機にプロセス値を送信するマスター), 時間同期プロトコル (NTP/SNTP は UDP を使用する.時間パケットは,古いパケットの再送信によって遅延されないように,現在でなければならないため),監視システムが迅速なクエリを送信し,TCP再送信サイクルを待つよりも即時の応答を好む場合のSCADA投票アプリケーション.
CP 443-1 は両方をサポートし,エンジニアチームはこれらのトレードオフに基づいて各通信関係に適した輸送プロトコルを選択します.
