Modules entrées sorties décentralisées Siemens Simatic S7-200

Modules d'entrées/sorties décentralisées Simatic S7-200 : définition et rôle

Le Simatic S7-200 est un automate programmable modulaire signé Siemens, construit autour d'une CPU compacte (CPU 221, 222, 224 ou 226 selon les projets) et complété par des modules d'entrées/sorties. Chez Siemens, ces modules d'extension portent le nom d'EM (Expansion Module) : ils ajoutent des voies d'entrées et de sorties décentralisées directement en bout de rail, au plus près du terrain, sans multiplier les câblages vers un rack central.

Positionnés à droite de la CPU sur le bus interne du S7-200, ces modules étendent la mémoire d'entrées/sorties disponible pour le programme automate sans occuper de port de communication supplémentaire. La création d'un projet se limite, pour chaque module, à le déclarer dans la configuration : aucune adresse réseau à saisir, aucun câble réseau à tirer pour l'extension locale.

Cette approche répond à un concept de base de l'automatisme industriel : rapprocher l'acquisition et la commande du process. Un système S7-200 typique associe une CPU, un ou plusieurs modules EM, et parfois un module de communication dédié au protocole Profibus DP ou Modbus pour dialoguer avec d'autres automates.

Panorama des séries EM du S7-200

La gamme EM du S7-200 se décline en plusieurs familles, toutes représentées chez Seujet International en version reconditionnée.

EM 221 : entrées digitales

Les modules EM 221 ajoutent des entrées tout ou rien 24 V DC, en 8 ou 16 voies selon la référence. Ils conviennent aux applications de détection d'état, de retour de position ou de comptage de capteurs simples, lorsque la CPU du S7-200 ne dispose plus d'entrées disponibles.

EM 222 : sorties digitales

Les modules EM 222 fournissent des sorties tout ou rien, en 24 V DC ou en relais. Le choix entre sortie transistor et sortie relais dépend de la charge pilotée (contacteur, électrovanne, voyant) et de la tension du circuit de puissance concerné.

EM 223 : entrées/sorties digitales mixtes

Les modules EM 223 combinent entrées et sorties digitales sur un même support, en 8 DI/8 DO ou 16 DI/16 DO, avec sortie transistor ou relais selon la référence. Ils réduisent le nombre de modules nécessaires lorsque le projet demande simultanément des entrées et des sorties tout ou rien.

EM 231, EM 232 et EM 235 : modules analogiques

La famille analogique complète l'offre. L'EM 231 traite des entrées analogiques (tension, courant, ou signaux de température type Pt100, Ni100 ou thermocouple selon la référence), l'EM 232 des sorties analogiques, et l'EM 235 combine les deux fonctions sur un même module. Ces séries reposent sur un convertisseur 12 bits, ou 15 bits pour les versions dédiées à la mesure de température.

Critères de choix d'un module d'entrées/sorties décentralisées S7-200

Le choix d'un module EM pour un projet ou pour le dépannage d'une installation existante se joue sur quelques critères concrets.

• Compatibilité CPU : les modules EM ne fonctionnent qu'avec les CPU de la famille 22x (221, 222, 224, 226) ; vérifier la référence exacte de la CPU installée avant toute commande.
• Type et nombre de voies : dimensionner selon les entrées et sorties réellement nécessaires côté process, en gardant une marge pour une évolution ultérieure.
• Nature du signal : tout ou rien 24 V DC, sortie relais pour une charge alternative, ou signal analogique en tension, en courant ou en température selon le capteur ou l'actionneur raccordé.
• Alimentation et consommation : chaque module consomme du courant sur le bus interne de la CPU ; au-delà d'un certain nombre de modules, une alimentation d'extension devient nécessaire.
• Position sur le rail DIN : les modules EM se montent en ligne à la suite de la CPU, dans l'ordre déclaré lors de la configuration du projet automate.

Obsolescence et migration depuis le S7-200

Siemens a retiré le S7-200 de son catalogue actif au profit du S7-1200, une gamme de contrôleurs conçue pour l'environnement TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal). Les 26 références recensées dans cette catégorie sont toutes en fin de vie chez le fabricant : elles ne sont plus produites, ni commercialisées neuves. Un grand nombre d'installations fonctionnent pourtant encore sur cette architecture, et les remplacer intégralement représente un projet lourd, entre reprise de programme, recâblage et requalification du process.

Deux stratégies coexistent. La première : maintenir le parc existant avec des pièces reconditionnées, le temps d'amortir l'investissement ou de planifier une migration progressive. La seconde : engager la migration vers le S7-1200 et TIA Portal, qui unifie la programmation des automates, la supervision et les réseaux de communication dans un même outil d'ingénierie. Cette bascule implique de reprendre le programme écrit sous STEP 7-Micro/WIN et, souvent, de revoir l'architecture d'entrées/sorties : les CPU 22x et les modules EM ne sont pas repris à l'identique sur la nouvelle gamme de contrôleurs Siemens.

Modules S7-200 reconditionnés chez Seujet International

Seujet International propose les modules EM 221, EM 222, EM 223, EM 231, EM 232 et EM 235 en reconditionné, testés avant expédition. Pour un automaticien confronté à une panne sur un système S7-200 en production, l'enjeu n'est pas de discuter d'obsolescence mais de retrouver la référence exacte, contrôlée, dans un délai compatible avec un arrêt de ligne. Notre sourcing couvre les références de ce micro-automate Siemens retirées du marché neuf.

Ce choix du reconditionné n'est pas qu'une solution de dépannage : pour un parc de contrôleurs S7-200 stable, dont la migration n'est pas encore budgétée, il permet de maintenir la disponibilité du process sans engager un projet de refonte automate prématuré.

Spécificités techniques : bus interne, protocoles et programmation

Le S7-200 communique nativement en protocole PPI entre la CPU et un PC de programmation, via son port de communication intégré. Pour intégrer l'automate dans un réseau plus large, deux protocoles s'ajoutent couramment via un module de communication externe, distinct des modules EM : le Profibus DP, réseau maître/esclave déterministe avec d'autres automates ou variateurs, et le Modbus, par bibliothèque logicielle, pour dialoguer avec des équipements tiers. Contrairement à ces liaisons qui nécessitent un câble réseau dédié, les modules EM se raccordent directement sur le bus interne du S7-200 : aucun câblage réseau, aucune adresse à configurer, seule la position sur le rail détermine l'adressage mémoire du module.

Côté programmation, l'environnement STEP 7-Micro/WIN propose trois langages pour la création d'un projet automate : le schéma à contacts (LAD), le logigramme (FBD) et la liste d'instructions (STL). Les entrées et sorties des modules EM sont adressées automatiquement dans la mémoire image de la CPU, sans opération de configuration réseau supplémentaire.