L'unité de traitement centrale 6ES7315-2EH14-0AB0 6ES7 315-2EH14-0AB0 6ES7315-2EH14-OABO est située à l'extrémité sud de l'unité.

Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 | SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP — Mémoire de travail de 384 Ko, MPI/DP + commutateur PROFINET 2 ports, maître/esclave PROFIBUS DP, contrôleur/périphérique PROFINET IO

Vue d'ensemble

Le Siemens 6ES7315-2EH14-0AB0 est le CPU 315-2 PN/DP — le CPU S7-300 milieu de gamme qui intègre la connectivité PROFIBUS DP et PROFINET dans un seul module, ce qui en fait le centre naturel d'un système d'automatisation distribué qui doit couvrir les deux mondes simultanément.

Avec 384 Ko de mémoire de travail et 0,05 microsecondes par opération sur bit, il se situe confortablement au-dessus des CPU S7-300 d'entrée de gamme et gère la complexité logique typique de l'automatisation de machines de taille moyenne sans le coût matériel supplémentaire des variantes haut de gamme CPU 317 ou CPU 319.

La caractéristique distinctive de la variante matérielle -2EH14 est l'architecture à double interface : une interface gère la communication PROFIBUS DP et MPI (connexion aux variateurs, aux racks d'E/S distribuées et aux appareils de programmation via le bus de terrain établi), tandis que la seconde interface fournit PROFINET sur Ethernet avec un commutateur intégré à deux ports.

Ce commutateur n'est pas un détail cosmétique — il permet au CPU de participer à une topologie en anneau ou en chaîne PROFINET sans nécessiter de commutateur Ethernet externe, réduisant ainsi le nombre de composants matériels dans le panneau.

Deux appareils peuvent être connectés directement aux ports PROFINET du CPU ; une connexion va en amont vers le maître PROFINET ou le poste de travail d'ingénierie, et l'autre continue en aval vers le périphérique suivant dans la chaîne.

PROFIBUS DP et PROFINET desservant simultanément différentes parties de la même installation est le cas d'utilisation principal de ce CPU.

Une installation typique pourrait utiliser PROFIBUS DP (via l'interface 1) pour communiquer avec les variateurs existants et les anciens modules d'E/S distribuées qui précèdent PROFINET, tout en utilisant PROFINET (via l'interface 2) pour les nouvelles stations d'E/S distantes ET 200SP, les variateurs compatibles PROFINET comme SINAMICS G120, et pour la programmation et la connectivité IHM sur le réseau Ethernet de l'usine.

Spécifications clés

Maître et esclave PROFIBUS DP — Doubles rôles sur une seule interface

L'interface 1 du CPU 315-2 PN/DP gère à la fois MPI et PROFIBUS DP, et le mode PROFIBUS DP peut fonctionner dans deux rôles distincts qui peuvent coexister dans une conception de système :

Maître DP : Le CPU initie l'échange de données cyclique avec jusqu'à 124 esclaves PROFIBUS DP — modules d'E/S (ET 200M, ET 200S, ET 200B), variateurs (SINAMICS, SIMODRIVE, onduleurs tiers), instruments et tout autre esclave PROFIBUS DP.

En tant que maître, le CPU contrôle la synchronisation du bus, attribue les adresses et parcourt les données de processus de chaque esclave à chaque cycle de bus DP.

Le débit de données PROFIBUS maximum est de 12 Mbit/s.

Esclave DP (intelligence distribuée) : Le CPU peut simultanément agir en tant qu'esclave PROFIBUS DP pour un maître de niveau supérieur. Dans cette configuration, une partie de la mémoire d'E/S du CPU est mappée en tant qu'interface esclave DP — un contrôleur maître lit et écrit dans ces zones mémoire pour commander le CPU et recevoir des rapports d'état, tandis que le CPU exécute son propre programme indépendamment.

C'est le modèle "intelligence distribuée" : plusieurs nœuds CPU intelligents dans une ligne de production, chacun gérant sa propre section de machines, coordonnés par un maître de supervision via des interfaces esclaves PROFIBUS DP.

Contrôleur IO et Périphérique IO PROFINET — Les deux simultanément

L'interface PROFINET prend également en charge les rôles de maître (Contrôleur IO) et d'esclave (Périphérique IO) :

Contrôleur IO : Le CPU contrôle les périphériques IO PROFINET — stations d'E/S distribuées, modules d'E/S de sécurité, variateurs compatibles PROFINET — en échangeant des données de processus cycliques.

Le contrôleur IO distribue les données d'E/S à l'image de processus du CPU pour utilisation dans le programme de contrôle.

Périphérique IO (périphérique partagé) : Le CPU apparaît également en tant que Périphérique IO PROFINET à un autre Contrôleur IO, avec une zone définie de sa propre mémoire mappée en tant qu'interface Périphérique IO. Cela permet des architectures de contrôle hiérarchiques où un Contrôleur IO PROFINET de supervision coordonne plusieurs CPU, chacun gérant également ses propres E/S locales et variateurs en tant que Contrôleur IO.

La fonction de périphérique partagé nécessite que le CPU soit à la version du firmware V5.3 ou ultérieure.

Architecture mémoire et carte Micro Memory Card

Le CPU 315-2 PN/DP stocke son programme exécutable dans la mémoire de travail (384 Ko de RAM intégrée) et son programme sauvegardé dans la mémoire de chargement.

La mémoire de chargement de ce CPU est fournie exclusivement par la carte Micro Memory Card (MMC) — une carte mémoire flash propriétaire de Siemens qui se branche dans l'emplacement MMC dédié sur la face avant du CPU. La carte MMC n'est pas incluse avec le CPU et doit être commandée séparément.

La carte MMC remplit trois fonctions : elle stocke le programme utilisateur qui est copié dans la mémoire de travail au démarrage ; elle contient le firmware du CPU pour les mises à jour matérielles ; et elle sert de support de rétention de données — les données stockées sur la carte MMC (via les fonctions de rétention de STEP 7 ou les opérations explicites de sauvegarde de données S7) survivent aux cycles d'alimentation sans nécessiter de batterie.

Le CPU n'a pas de batterie par défaut, ce qui signifie que le comportement des données rétentives dépend de la carte MMC pour le stockage non volatil.

Les tailles de MMC varient de 64 Ko à 8 Mo, et la taille appropriée dépend de la longueur du programme utilisateur et des exigences de stockage de données.

Un CPU 315-2 PN/DP exécutant un programme complexe de machine multi-axes avec de grands blocs de données peut nécessiter une carte MMC de 512 Ko ou 2 Mo.

Langages de programmation et chaîne d'outils STEP 7

Le CPU 315-2 PN/DP est configuré et programmé à l'aide de SIMATIC STEP 7 Professional (Classic) ou TIA Portal V13 et versions ultérieures.

Tous les langages de programmation standard IEC 61131-3 sont pris en charge :

LAD (Ladder Diagram) et FBD (Function Block Diagram) sont les langages graphiques pour la programmation logique discrète, tous deux familiers aux ingénieurs ayant des antécédents de schémas électriques.

STL (Statement List) est le langage textuel de bas niveau qui se compile pour l'exécutable le plus efficace pour les routines critiques en temps.

SCL (Structured Control Language) est un langage de haut niveau dérivé du Pascal pour les calculs arithmétiques et les algorithmes complexes.

CFC (Continuous Function Chart) fournit un environnement de programmation graphique basé sur les connexions, adapté au contrôle continu et à la coordination des variateurs.

GRAPH prend en charge la programmation par diagramme fonctionnel séquentiel pour les séquences de machines étape par étape avec des conditions de transition.

Le CPU prend également en charge la confidentialité des blocs (cryptage) via la confidentialité des blocs S7, qui permet aux développeurs de programmes de distribuer des blocs FB/FC/DB sous forme cryptée — s'exécutant sur le CPU mais non lisibles par l'utilisateur final, protégeant ainsi les algorithmes de contrôle propriétaires.

FAQ

Q1 : Le CPU nécessite une carte Micro Memory Card. Quelle taille de MMC est appropriée pour les applications typiques ?

La taille de la MMC dépend principalement de la taille du programme utilisateur et de la planification du stockage de données sur la carte. Une MMC de 128 Ko peut accueillir des programmes de machines typiques dans la plage de 50 à 80 Ko. Les programmes avec de grands blocs de données, des bibliothèques de fonctions étendues ou des collections d'OB/FC/FB pour la coordination multi-axes peuvent nécessiter 512 Ko ou plus.

La taille de la MMC n'a aucun effet sur la vitesse d'exécution du programme — la mémoire de travail (384 Ko) limite la taille du programme d'exécution, pas la MMC. En cas de doute, une MMC de 2 Mo ou 4 Mo offre une marge confortable pour la croissance du programme sans pénalité de coût, car la différence de prix est modeste.

Q2 : Le CPU 315-2 PN/DP peut-il remplacer un CPU 315-2 DP (sans PROFINET) dans un système existant ?

Oui, avec des considérations matérielles. Le CPU 315-2 PN/DP s'adapte physiquement au même emplacement de rail S7-300 que les autres variantes de CPU 315.

La fonction maître PROFIBUS DP sur l'interface 1 est compatible — les configurations PROFIBUS DP existantes du CPU remplacé peuvent être importées. L'interface PROFINET 2 est supplémentaire et ne conflit pas avec la configuration PROFIBUS. La principale vérification de compatibilité concerne la version du firmware et de STEP 7 : le -2EH14 nécessite STEP 7 V5.5 SP4 ou ultérieur pour une fonctionnalité complète. 

La MMC existante du CPU remplacé doit être évaluée — si elle contient une version de firmware compatible et que le programme utilisateur y correspond, elle peut être transférée ; sinon, une nouvelle MMC est recommandée.

Q3 : Combien de périphériques IO PROFINET le CPU 315-2 PN/DP peut-il contrôler en tant que contrôleur IO ?

Le nombre maximum exact de périphériques IO PROFINET par contrôleur IO est déterminé par la version du firmware du CPU et la quantité totale de données d'E/S cycliques.

Le CPU 315-2 PN/DP prend en charge jusqu'à 16 connexions actives sur tous les protocoles simultanément (y compris TCP/IP, ISO-on-TCP et UDP). Les connexions PROFINET IO consomment une partie de ce pool.

En pratique, les installations avec 10 à 20 périphériques IO PROFINET (stations ET 200SP, variateurs) sont bien dans la capacité du CPU avec une planification de connexion appropriée. Pour les installations nécessitant plus de nœuds PROFINET IO, le CPU 319-3 PN/DP devrait être évalué.

Q4 : Le CPU dispose d'un serveur web intégré. Quelles informations expose-t-il ?

Le serveur web intégré fournit une interface de diagnostic accessible par navigateur qui affiche l'état du CPU (mode de fonctionnement, temps de cycle de balayage, version du firmware), les diagnostics des modules pour le rack S7-300 et ses modules d'E/S, et les connexions de communication actives.

Des pages web personnalisées définies par l'utilisateur peuvent être déployées sur le serveur web via STEP 7 pour afficher les valeurs de processus, les états d'alarme ou les données de production dans un navigateur sans nécessiter de matériel IHM dédié.

Le serveur web est accessible via l'adresse IP de l'interface PROFINET et ne nécessite aucune installation logicielle supplémentaire sur le PC accédant, au-delà d'un navigateur web standard.

Q5 : Quelle est la différence entre le -0AB0 et les révisions matérielles antérieures potentielles du CPU 315-2 PN/DP ?

Siemens utilise des lettres de révision matérielle (la dernière partie du numéro de commande, par exemple, -0AB0) pour suivre les modifications d'ingénierie du matériel physique tout en maintenant une compatibilité logicielle complète.

La révision -0AB0 du CPU 315-2 PN/DP intègre des mises à jour au niveau des composants par rapport aux révisions antérieures.

Du point de vue de l'utilisateur, toutes les révisions matérielles du CPU 315-2 PN/DP sont fonctionnellement identiques et compatibles au niveau logiciel — le même projet STEP 7 s'exécute sur n'importe quelle révision matérielle.

Siemens documente les modifications matérielles dans le système de notification de changement de produit (PCN), mais ces modifications n'affectent pas la configuration ou le programme de l'utilisateur.