Processador de Comunicação Profibus Simatic S7-400 Siemens CP 443-5 Básico 6GK7443-5FX02-0XE0

Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 | SIMATIC NET CP 443-5 Basic — Processador de Comunicação PROFIBUS para S7-400, FMS / S7 / PG/OP, 9.6kbps–12Mbps, 48 Conexões, FW V4.0+

Visão Geral

O Siemens 6GK7443-5FX02-0XE0 é o CP 443-5 Basic — o processador de comunicação PROFIBUS que conecta um CLP SIMATIC S7-400 a redes PROFIBUS. Na arquitetura de comunicação do S7-400, a porta MPI integrada da CPU lida com o acesso de programação e conexões HMI simples em velocidade moderada, mas conectar o S7-400 a uma rede de planta PROFIBUS ativa — como um escravo DP, uma estação FMS ou um par em uma topologia de comunicação S7 — requer um módulo CP dedicado.

O CP 443-5 Basic é esse módulo para o requisito de conectividade PROFIBUS de nível Básico.

A designação "Basic" distingue este módulo do CP 443-5 Extended (série 6GK7443-5DX), que adiciona capacidade de mestre PROFIBUS DP para controle de E/S distribuída.

O CP 443-5 Basic foca na comunicação FMS e S7 — mensagens industriais e troca de dados de CLP para CLP — sem o ciclo de varredura do mestre DP que a versão Extended fornece. 

Para sistemas S7-400 que necessitam de funcionalidade de mestre PROFIBUS DP para controlar E/S distribuída ET 200, a variante Extended é a escolha apropriada; para sistemas S7-400 que participam do PROFIBUS como um par de comunicação de dados, o Basic é suficiente e com menor custo.

A revisão -FX02-0XE0 representa uma melhoria significativa em relação às variantes predecessoras -FX01 e -FX00: o firmware V4.0 base nesta versão oferece até três vezes o desempenho de comunicação em comparação com revisões de hardware anteriores do CP 443-5 Basic, mantendo a compatibilidade total com redes PROFIBUS e configurações STEP 7 construídas para hardware anterior.

Especificações Principais

Operação Multi-Protocolo — FMS, PG/OP e Comunicação S7

O CP 443-5 Basic opera em modo multi-protocolo, lidando com três serviços de comunicação PROFIBUS distintos simultaneamente na mesma interface física RS-485:

PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification) é o protocolo de camada de aplicação definido na norma IEC 61158 para troca de dados peer-to-peer e cliente-servidor entre CLPs, estações DCS, drives e sistemas de operação.

O FMS define objetos de dados estruturados, serviços de leitura/escrita e relatórios de eventos — foi a camada de aplicação PROFIBUS preferida para comunicação de dados em nível de planta nas décadas de 1990 e 2000.

O CP 443-5 Basic fornece serviços de comunicação FMS, permitindo que o S7-400 troque dados com outros dispositivos compatíveis com FMS na rede PROFIBUS.

Comunicação PG/OP compatível com S5 preserva a funcionalidade de conexão de programação e conexão de painel de operador através da rede PROFIBUS.

Um terminal de programação STEP 7 conectado a qualquer nó na PROFIBUS pode alcançar o S7-400 através de seu CP 443-5 Basic, acessando a CPU para upload/download de programas, monitoramento online e diagnóstico. 

Com firmware V4.0 e STEP 7 V5.0 ou superior, as funções do barramento PG se estendem por várias sub-redes.

Comunicação S7 fornece o protocolo nativo e de alta eficiência da Siemens para troca de dados de CLP para CLP — o par de serviços PUT/GET que permite que uma CPU S7 leia ou escreva em blocos de dados em outra CPU S7 via PROFIBUS.

O limite de 48 conexões define quantos relacionamentos de comunicação FMS e S7 simultâneos o CP 443-5 Basic gerencia concorrentemente.

Melhoria de Desempenho na Revisão -FX02

O 6GK7443-5FX02-0XE0 é um marco de revisão de hardware na história do produto CP 443-5 Basic.

Em comparação com a revisão anterior -FX01-0XE0, o hardware -FX02 com firmware V4.0 atinge até três vezes o desempenho de comunicação — significando maior taxa de transferência de dados em conexões de comunicação FMS e S7, acesso PG mais rápido e melhor capacidade de resposta geral em redes PROFIBUS de alto tráfego.

Essa melhoria de desempenho é totalmente transparente para a rede — o módulo -FX02 é instalado como substituto direto dos módulos -FX01 e -FX00 sem quaisquer alterações de configuração no STEP 7 HW Config ou nos parâmetros da rede PROFIBUS.

Projetos STEP 7 existentes que especificaram revisões anteriores continuam a funcionar com o -FX02 instalado.

Compatibilidade S7-400H — Sistemas de Alta Disponibilidade

O CP 443-5 Basic é totalmente compatível com as configurações de CPU de alta disponibilidade S7-400H. Em um sistema S7-400H redundante — onde dois racks de CPU operam em paralelo, mantendo um standby ativo — cada rack carrega seu próprio CP 443-5 Basic, fornecendo caminhos de comunicação PROFIBUS redundantes.

Em caso de uma troca de rack de CPU (planejada ou induzida por falha), o caminho de comunicação PROFIBUS através do CP do rack sobrevivente continua sem interrupção da perspectiva da rede.

FAQ

Q1: Qual é a diferença entre o CP 443-5 Basic e o CP 443-5 Extended, e como escolho entre eles?

O CP 443-5 Basic lida com funções FMS, comunicação S7 e PG/OP — é uma estação PROFIBUS para comunicação em nível de par e acesso de programação.

O CP 443-5 Extended adiciona funcionalidade de mestre PROFIBUS DP, permitindo que o S7-400 escaneie escravos DP (E/S distribuída ET 200, drives, sensores) em uma taxa de ciclo determinística. 

Se a aplicação exigir que o S7-400 atue como um mestre DP controlando dispositivos de campo distribuídos, a variante Extended é necessária. 

Se o S7-400 apenas precisar trocar dados com outros CLPs ou HMIs via PROFIBUS FMS ou comunicação S7 — sem gerenciar uma varredura de escravo DP — a variante Basic é apropriada e de menor custo.

Q2: Vários módulos CP 443-5 Basic podem ser instalados em um rack S7-400?

Sim, vários módulos CP 443-5 podem ser instalados em um rack S7-400, sujeito à contagem de slots do rack e à capacidade de corrente da fonte de alimentação (cada módulo consome 1A do barramento de 5V). A instalação de vários módulos CP 443-5 permite que o S7-400 participe de várias redes PROFIBUS independentes simultaneamente, ou para multiplicar a contagem de conexões disponíveis para aplicações que exigem mais de 48 conexões de comunicação FMS/S7 concorrentes.

O número total de CPs em um sistema S7-400 é limitado pelas regras de configuração do sistema da Siemens, que especificam contagens máximas de CP dependendo do tipo de CPU e outros módulos instalados.

Q3: O CP 443-5 Basic requer alguma versão específica do STEP 7 ou software NCM S7 para configuração?

O CP 443-5 Basic é configurado no STEP 7 usando a ferramenta Hardware Configuration (HW Config), que inclui o arquivo GSD do CP e o driver para suporte de configuração automática.

Para funções de barramento PG que abrangem várias sub-redes PROFIBUS — uma das funcionalidades estendidas introduzidas na revisão -FX01 e aprimorada em -FX02 — é necessária a versão V5.0 ou superior do STEP 7 no terminal de programação.

A configuração básica de FMS e comunicação S7 funciona com versões anteriores compatíveis do STEP 7.

Q4: O módulo foi descontinuado. O hardware -FX02-0XE0 é compatível com substitutos de CP Siemens posteriores ou atuais?

O CP 443-5 Basic fazia parte da linha de módulos de comunicação S7-400 que a Siemens descontinuou progressivamente à medida que a plataforma S7-400 atingia seu fim de venda planejado.

Para sistemas S7-400 ainda em produção, o CP 443-5 continua disponível através do mercado de excedentes industriais. Para novos projetos de automação, a Siemens recomenda a plataforma S7-1500 com o módulo de comunicação CM 1542-5 correspondente para conectividade PROFIBUS. 

A migração do CP 443-5 para um equivalente de geração atual requer a adaptação do projeto STEP 7/TIA Portal e potencialmente a atualização da topologia da rede, pois o S7-1500 e o S7-400 usam designs de barramento de rack diferentes.

Q5: Como é tratada a terminação do barramento PROFIBUS com o conector Sub-D de 9 pinos do CP 443-5 Basic?

O cabo PROFIBUS termina com um conector de barramento PROFIBUS padrão (da série 6ES7972 ou conectores de terceiros equivalentes) que inclui chaves de terminação de barramento integradas. O conector Sub-D de 9 pinos do CP 443-5 Basic recebe o conector do barramento PROFIBUS diretamente.

Nas duas extremidades físicas do segmento PROFIBUS, a chave de terminação do conector do barramento é definida como LIGADA, ativando os resistores de terminação internos de 390Ω/220Ω que correspondem à impedância característica do cabo.

Nós intermediários (não nas extremidades físicas) têm suas chaves de terminação definidas como DESLIGADAS. O próprio CP 443-5 Basic não fornece terminação controlada por software — a terminação física correta do barramento é uma responsabilidade da fiação.