6ES7414-3EM07-0AB0
CPU Siemens Simatic S7-400

Une CPU SIMATIC S7-400 pour architectures étendues

La référence 6ES7414-3EM07-0AB0 équipe la gamme SIMATIC S7-400 de Siemens en tant qu’unité centrale destinée aux installations d’automatisation de grande envergure. Cette SIMATIC CPU unité centrale mémoire travail élevée prend en charge jusqu’à 21 modules d’extension, ce qui permet de couvrir des architectures réparties sur plusieurs racks. Le module Siemens SIMATIC s’intègre dans des lignes de production nécessitant un pilotage centralisé avec une forte densité d’entrées/sorties déportées. La centrale mémoire travail code données atteint 4096 KB, complétée par une mémoire de données de 2048 KB et une mémoire programme de 2048 KB, dimensionnement pensé pour des programmes automates volumineux. Le type mémoire RAM utilisé pour cette mémoire travail garantit un accès rapide aux données lors de l’exécution du programme ; ce type mémoire RAM contribue également à la stabilité du système lors des cycles de sauvegarde, et cette mémoire travail code données conditionne directement la taille maximale des projets S7 exploitables. Ce même type mémoire RAM permet également de sécuriser la cohérence des données lors des redémarrages à chaud. Le firmware V7.0 associé au logiciel STEP 7 V5.5 avec HSP 262 ou supérieur garantit la compatibilité avec les outils de développement Siemens SIMATIC actuels.

Cette unité centrale mémoire travail se distingue par sa capacité à gérer simultanément plusieurs protocoles industriels, ce qui en fait un choix pertinent pour les intégrateurs devant faire cohabiter des équipements hétérogènes sur un même réseau. Cette Siemens SIMATIC CPU s’adresse ainsi en priorité aux architectures d’automatisation nécessitant une forte extensibilité, notamment celles où la SIMATIC CPU doit dialoguer avec plusieurs générations de modules S7, qu’il s’agisse de racks S7-300 ou de configurations S7-400 plus anciennes. Cette même SIMATIC CPU unité centrale mémoire travail reste ainsi un produit de référence pour les extensions de parc automate existant.

Communication et protocole réseau

La CPU 6ES7414-3EM07-0AB0 dispose de deux ports Ethernet et d’un port série, interfaces qui couvrent l’essentiel des besoins de raccordement en environnement industriel ; ces interfaces facilitent également le déploiement de solutions de télémaintenance, et ces mêmes interfaces de communication simplifient l’intégration dans un réseau S7 existant. Ces interfaces multiples permettent également de séparer les flux de données de supervision des flux de données de production. Le protocole PROFINET est nativement supporté, avec fonction PROFINET IO controller capable de piloter jusqu’à 256 IO devices, ainsi qu’une fonction PROFINET IO device et PROFINET cba pour les architectures orientées composants ; le protocole PROFINET cba reste pertinent pour les projets modulaires, et ce protocole PROFINET cba facilite la réutilisation de composants applicatifs standardisés. Ce même protocole PROFINET cba s’inscrit ainsi dans la continuité du protocole PROFINET pour les architectures distribuées. Le protocole interbus n’est pas natif à cette CPU, et l’absence de protocole interbus doit être anticipée lors du choix des passerelles, mais la richesse des protocoles pris en charge (MPI, PROFIBUS DP, PROFINET, TCP/IP, ISO-on-TCP, UDP) couvre la quasi-totalité des besoins de communication rencontrés sur un site industriel ; l’absence de protocole interbus natif reste toutefois un point de vigilance pour les sites disposant déjà d’un parc interbus, ce protocole interbus demeurant répandu dans certaines installations historiques. L’interface MPI/DP fonctionne en mode master, ce qui permet de superviser des équipements distants via une liaison MPI classique ou un bus PROFIBUS DP en configuration master/slave, cette liaison MPI restant également utile pour le raccordement de pupitres SIMATIC HMI ; cette même liaison MPI facilite par ailleurs la mise en réseau de plusieurs automates PROFIBUS DP. Cette interface enfichable MPI/DP facilite le remplacement du module en cas de maintenance sur le bus PROFIBUS DP ; cette interface enfichable réduit également les temps d’arrêt lors d’un échange à chaud, et cette même interface enfichable MPI/DP peut être commutée entre les modes PROFIBUS DP et MPI selon les besoins du site, cette interface enfichable demeurant ainsi un atout pour la flexibilité de raccordement bus DP. Le protocole TCP/IP et la couche ISO-on-TCP assurent l’échange de données avec les systèmes de supervision et les bases de données de production, tandis que le protocole UDP complète les échanges non critiques en temps réel ; le protocole TCP/IP demeure ainsi la colonne vertébrale des échanges de données vers les niveaux supérieurs de supervision, et ce protocole TCP/IP facilite également l’intégration de passerelles distantes. Ce protocole TCP/IP garantit par ailleurs une bonne interopérabilité des données lors des échanges inter-sites.

Cette CPU intègre également un serveur web embarqué, fonctionnalité utile pour le diagnostic à distance sans devoir mobiliser un poste d’ingénierie dédié. La synchronisation NTP time sync et le mode isochrone renforcent la précision temporelle des échanges sur le réseau de communication, un point décisif pour les applications à contraintes de synchronisation strictes.

Sécurité, protection des données et configuration

La sécurité applicative occupe une place centrale dans la conception de cette CPU SIMATIC. Le module Siemens adapte fonctions sécurité via plusieurs mécanismes complémentaires : protection par mot de passe, chiffrement de blocs (Block encryption) et redondance média (MRP) pour la continuité de service réseau ; ce module Siemens adapte fonctions sécurité également au niveau de l’accès à distance via le protocole TCP/IP, renforçant ainsi la sécurité globale des échanges de données. Ce même dispositif qui adapte fonctions sécurité contribue également à limiter les risques d’intrusion sur le réseau de communication. La fonction CiR (Configuration in RUN) permet de modifier une configuration sans interrompre le processus en cours, avantage opérationnel notable en maintenance et en matière de sécurité de fonctionnement. Sur le plan safety protocole, cette référence ne comporte pas de fonction de sécurité fail-safe intégrée listée dans ses données constructeur ; ce point safety protocole doit être vérifié avant toute intégration en environnement critique, et ce même safety protocole doit également être comparé à celui des CPU F disponibles chez Siemens, ce safety protocole restant un critère déterminant pour les applications à haut niveau d’exigence de sécurité. Les intégrateurs recherchant une fonction de sécurité certifiée devront se référer aux variantes F de la gamme SIMATIC S7-400.

La sauvegarde par pile est prise en charge, ce qui garantit la conservation du programme et des données en cas de coupure d’alimentation. Le support de carte mémoire complète ce dispositif de sauvegarde, facilitant le transfert et l’archivage des configurations de données. Côté alimentation, la CPU fonctionne en type tension alimentation continue (DC), et ce type tension alimentation s’accompagne d’une consommation mesurée de 6,5 W, valeur contenue au regard des fonctions embarquées ; ce type tension alimentation continue reste par ailleurs cohérent avec les standards d’armoires S7-400, et ce type tension alimentation demeure également compatible avec les alimentations redondantes courantes en environnement industriel.

Environnement, certifications et intégration ATEX

La liste des certifications associées à cette référence est large : CE, UL, CSA, FM, RCM, CCC, KC, EAC, UKCA et ATEX. La certification ATEX ouvre la voie à une intégration en zones à atmosphère explosible, sous réserve du respect des conditions d’installation propres à ce type de zone ; cette référence ATEX reste ainsi recherchée pour les sites pétrochimiques, et cette même conformité ATEX conditionne le choix des accessoires de montage, cette certification ATEX devant systématiquement être vérifiée sur la référence exacte livrée. La catégorie protection de l’unité centrale est IP20, et cette catégorie protection implique une installation en armoire électrique fermée, à l’abri des projections et des poussières conductrices ; cette catégorie protection IP20 doit donc être complétée par une enveloppe adaptée sur site, cette catégorie protection restant un critère de choix essentiel pour l’intégrateur. La plage de température de fonctionnement s’étend de 0 à 60 °C, plage compatible avec la majorité des salles techniques industrielles standards.

Les dimensions du produit (largeur hauteur profondeur : 5 x 29 x 21,9 cm) et son poids de 1,13 kg permettent une installation rapide sur rail profilé, dans le respect de l’encombrement propre aux racks S7-400 ; ces dimensions largeur hauteur profondeur restent conformes aux standards des racks S7 existants, et ces mêmes dimensions largeur hauteur profondeur facilitent la planification des armoires électriques, ces dimensions largeur hauteur profondeur devant néanmoins être vérifiées avant toute commande de rack. Ce produit s’intègre facilement dans les armoires déjà équipées de modules S7-400 existants, ce qui simplifie les opérations de remplacement ou d’extension de parc automate ; ce produit reconditionné répond ainsi aux besoins de continuité industrielle.

Programmation et langages supportés

Le langage de programmation couvre un large spectre : LAD, FBD, STL, SCL, GRAPH, CFC et HiGraph. Cette diversité permet aux automaticiens de choisir la syntaxe la plus adaptée au projet, qu’il s’agisse de logique séquentielle, de programmation orientée état ou de calculs structurés. La version firmware V7.0 assure la compatibilité avec les blocs fonctionnels récents développés sous STEP 7 ; cette version demeure la référence pour les projets S7-400 en cours de maintenance, et cette version reste également recommandée pour tirer parti des dernières fonctions SIMATIC disponibles. Cette version du firmware prend également en charge la gestion des entrées numériques distribuées sur les modules d’extension raccordés au rack, et ces entrées numériques peuvent être combinées à des modules analogiques complémentaires ; ces mêmes entrées numériques peuvent également être diagnostiquées à distance via les interfaces réseau embarquées, ces entrées numériques restant par ailleurs paramétrables directement depuis l’environnement STEP 7. Pour les architectures nécessitant un accès distant via un standard radio