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Les deux familles : modules rack propriétaires et passerelles indépendantes
Les modules CP/CM : enfichés dans le rack, propriétaires par gamme
Les modules CP et CM sont des modules propriétaires conçus pour s'enficher dans le châssis ou sur le bus de l'automate. Chaque constructeur décline ses propres références par gamme d'automate : un module CP 343-1 n'est compatible qu'avec le rack S7-300, un CP 443-1 qu'avec le S7-400, un CM 1241 qu'avec le S7-1200. Cette propriété stricte, identique à celle des alimentations de châssis, a une conséquence directe sur le marché du reconditionnement : quand une gamme d'automate est retirée du catalogue, ses modules CP deviennent introuvables en neuf et seule la voie du reconditionné permet de maintenir les installations existantes.
Ces modules s'intègrent au système de programmation de l'automate : ils se configurent depuis le même environnement logiciel (TIA Portal pour Siemens, RSLogix/Studio 5000 pour Allen-Bradley, Unity Pro pour Schneider), apparaissent dans l'arborescence matérielle du projet et remontent leurs diagnostics dans l'outil de mise en service. Cette intégration native est leur avantage structurant par rapport aux passerelles.
Les passerelles Ethernet industrielles : indépendantes et multiprotocoles
Les passerelles Ethernet sont des équipements autonomes, montés sur rail DIN, qui convertissent un protocole de terrain existant (Modbus RTU, Profibus DP, DeviceNet, CANopen) vers Ethernet industriel (Modbus TCP, EtherNet/IP, PROFINET). Elles ne s'enfichent pas dans le rack de l'automate : elles se raccordent via une interface série ou bus de terrain d'un côté, et via un port RJ45 de l'autre.
Leur atout est la polyvalence : une passerelle HMS Anybus ou Moxa peut connecter un automate ancien dépourvu de toute interface Ethernet à un réseau moderne, quelle que soit la marque. Elles sont particulièrement pertinentes sur les installations en service prolongé où la refonte du rack est exclue. En contrepartie, elles constituent un équipement supplémentaire à configurer, maintenir et alimenter, et leur intégration dans l'environnement de programmation de l'automate est moins transparente qu'un module CP natif.
Ce que cette page ne couvre pas
Les switches Ethernet industriels (commutateurs réseau pour l'infrastructure de communication), les modules d'entrées/sorties déportées avec interface Ethernet (stations ET 200, modules TM5/TM7, voir la page Module E/S déporté) et les CPU avec Ethernet intégré (S7-1200, M221, CompactLogix 5380, où l'interface est native dans la CPU) relèvent de pages dédiées. Ce guide traite des modules de communication ajoutés à un automate pour lui apporter ou étendre sa connectivité Ethernet.
Les protocoles Ethernet industriels : le premier critère de choix
Quatre protocoles Ethernet industriels structurent le marché : EtherNet/IP (Rockwell, normalisé ODVA, dominant chez Allen Bradley), PROFINET (Siemens, normalisé IEC 61158, dominant en Europe), Modbus TCP (universel, sans licence, omniprésent dans l'énergie et les utilities) et EtherCAT (Beckhoff, temps réel strict avec cycles de 100 µs, dominant en motion control).
EtherNet/IP
Développé par Rockwell Automation et normalisé par l'ODVA (Open DeviceNet Vendors Association), EtherNet/IP (Ethernet Industrial Protocol) est le protocole dominant dans les architectures Allen-Bradley et dans les industries à forte implantation nord-américaine (automobile, agroalimentaire, pétrochimie). Il repose sur le protocole CIP (Common Industrial Protocol) transporté sur TCP/UDP standard, ce qui le rend compatible avec l'infrastructure réseau IT classique. Les modules Allen-Bradley ENBT, EN2T et ENI sont les représentants emblématiques de ce protocole.
PROFINET
Défini par la norme IEC 61158 et promu par PI (Profibus & Profinet International), PROFINET est le protocole de référence des architectures Siemens et de nombreux constructeurs européens. Il se décline en trois classes : PROFINET IO RT (temps réel, cycles de 1 à 10 ms), PROFINET IO IRT (temps réel isochrone, cycles inférieurs à 1 ms pour le motion control) et PROFINET avec MRP (redondance réseau en anneau). Les modules CP 343-1, CP 443-1 et CM 1543-1 en sont les représentants Siemens.
Modbus TCP
Modbus TCP est la déclinaison Ethernet du protocole Modbus RTU historique, universellement supporté depuis les années 1970. Simple, sans licence, documenté publiquement, il reste le protocole de communication industrielle le plus déployé dans le monde en base installée, particulièrement dans l'énergie, le traitement de l'eau, les utilities et les équipements tiers (capteurs, compteurs, régulateurs). Les modules Schneider Electric (gamme Premium, Quantum) en sont des représentants historiques, et la quasi-totalité des passerelles le supportent.
EtherCAT
Développé par Beckhoff et normalisé IEC 61158, EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) est le protocole à temps réel strict : le maître transmet une trame qui traverse les esclaves en anneau, chacun lisant et écrivant ses données à la volée, pour des temps de cycle de l'ordre de 100 µs. Il est dominant dans les applications de motion control multi-axes et de robotique à haute cadence. Sur le périmètre Seujet, il apparaît principalement dans les architectures B&R et dans les stations d'E/S EtherCAT des constructeurs généralistes.
Panorama des modules de communication Ethernet par marque
Les six marques du catalogue Seujet International sont présentées par ordre alphabétique.
Allen-Bradley (Rockwell Automation)
Allen-Bradley propose plusieurs familles de modules de communication Ethernet selon la plateforme :
Pour ControlLogix et CompactLogix, les modules de la famille 1756-EN constituent la référence : le 1756-ENBT (EtherNet/IP, une connexion 10/100 Mbps) est le module historique de la plateforme ControlLogix, largement présent dans les bases installées ; le 1756-EN2T est sa succession directe (deux ports, 100 Mbps, performances améliorées) ; le 1756-EN2TR ajoute la redondance réseau (topologie en anneau DLR, Device Level Ring). Pour SLC 500 et PLC-5, le module 1761-NET-ENI (ENI, Ethernet Network Interface) offre une interface Ethernet externe sans enficher dans le rack, particulièrement utile pour les plateformes historiques où les emplacements châssis sont limités. Pour MicroLogix 1100 et 1400, l'interface Ethernet est intégrée dans la CPU : aucun module additionnel nécessaire. Découvrez les modules de communication Allen-Bradley disponibles.
B&R Industrial Automation (filiale ABB)
B&R intègre nativement POWERLINK (protocole Ethernet temps réel propriétaire à cycle déterministe) dans ses CPU X20 et APC, avec support OPC UA natif sur les générations récentes. Pour les architectures nécessitant PROFINET ou EtherNet/IP en esclave ou en maître additionnel, B&R propose des modules d'interface X20 IF (Interface Modules) enfichés dans les stations X20, ainsi que des passerelles openSAFETY over POWERLINK pour les architectures de sécurité. La spécificité B&R est l'intégration du réseau de terrain dans l'environnement de programmation Automation Studio, sans couche de configuration séparée. Voir les solutions B&R.
Lenze
Lenze ne développe pas de gamme dédiée de modules de communication Ethernet autonomes : la communication réseau est intégrée aux variateurs et servovariateurs (interfaces EtherNet/IP, PROFINET ou EtherCAT en option dans les drives i550 et i700), conformément au positionnement constructeur centré sur l'entraînement. Pour les architectures intégrant des composants Lenze dans un réseau industriel Ethernet, les interfaces optionnelles des drives constituent la voie d'intégration. Voir les solutions Lenze.
Omron
Omron structure son offre de communication Ethernet autour de deux axes. Pour la plateforme CJ2, le module CJ1W-EIP21 (EtherNet/IP, deux ports) permet la communication en tag data link avec d'autres automates Allen-Bradley ou Omron sur le même réseau EtherNet/IP. Pour la plateforme NX/NY (Sysmac), le coupleur NX-EIC202 connecte les stations d'E/S NX à un réseau EtherNet/IP géré par un contrôleur NJ/NX. Les CPU Omron des générations récentes (NJ, NX1P2, CP2E) intègrent nativement un ou deux ports Ethernet, réduisant le recours aux modules additionnels sur les nouvelles installations. Le parc installé CJ1M et CS1 constitue le segment de reconditionnement le plus actif. Découvrez les modules de communication Omron.
Schneider Electric
Schneider Electric couvre ce segment à travers plusieurs générations de plateformes. Pour Modicon Premium, le module NOE 77101 (Network Option Ethernet, 10/100 Mbps, Modbus TCP et FTP) a équipé une très large base installée dans les années 2000-2010 ; sa disponibilité en neuf étant très réduite, le reconditionné constitue la principale source d'approvisionnement. Pour Modicon Quantum, les modules ETY 5103 et ETY PORT assurent la connectivité Ethernet sur cette plateforme haute disponibilité. Pour Modicon M340, le module BMX NOE 0100 intègre Modbus TCP et les services web, avec une architecture rack standard. Les plateformes M580 et M262 intègrent nativement Ethernet dans leur CPU, rendant superflu le module additionnel dans la plupart des configurations. Voir les modules de communication Schneider Electric.
Siemens
Siemens dispose du portefeuille le plus complet et le plus représentatif sur le marché français, articulé autour de la famille CP (Communication Processor) pour les plateformes historiques et CM (Communication Module) pour les générations actuelles.
Pour SIMATIC S7-300, les modules CP 343-1 (PROFINET IO et Modbus TCP) et CP 343-1 ERPC (version étendue avec serveur web) ont équipé la grande majorité des installations S7-300 en réseau depuis les années 2000. Depuis le retrait du S7-300 en octobre 2023, ces références sont parmi les plus demandées du marché du reconditionnement Siemens : aucune source de neuf disponible, parc installé massif, module critique pour maintenir la supervision des installations existantes.
Pour SIMATIC S7-400, les modules CP 443-1 (PROFINET, Modbus TCP, serveur web intégré) et CP 443-1 EX (version extended) assurent l'équivalent sur les racks S7-400, retraités en même temps que la plateforme en octobre 2023.
Pour SIMATIC S7-1200, les modules CM 1241 (interface série RS232/RS485 pour Modbus RTU) et CM 1243-5 (Profibus DP maître) complètent la CPU sur les connexions non-Ethernet, tandis que la CPU S7-1200 intègre nativement PROFINET. Le module CP 1242-7 ajoute une connectivité GSM/GPRS pour les applications de télésurveillance.
Pour SIMATIC S7-1500, les modules CM 1542-1 (PROFINET IO Controller/Device additionnel) et CM 1543-1 (PROFINET avec deux ports) étendent les capacités réseau de la CPU S7-1500 qui intègre déjà deux ports PROFINET natifs. Le module CP 1545-1 apporte OPC UA et Modbus TCP en parallèle sur le même module.
Pour les systèmes PC-based SIMATIC, les cartes CP 1604 et CP 1616 (PCI/PCIe) permettent d'intégrer un PC industriel comme contrôleur PROFINET IO à temps réel IRT. Voir les modules de communication Siemens en stock.
Passerelles de communication : les spécialistes indépendants
Au-delà des modules constructeurs, plusieurs spécialistes proposent des passerelles de conversion multiprotocoles, indispensables pour intégrer des équipements anciens ou tiers dans une architecture Ethernet moderne :
- HMS Networks (Anybus) : gamme de passerelles X-gateway et modules Anybus CompactCom, couvrant plus de 100 combinaisons de protocoles source/cible (Profibus vers PROFINET, Modbus RTU vers EtherNet/IP, etc.)
- Moxa : passerelles MGate pour la conversion Modbus/DNP3/EtherNet/IP, réputées pour leur robustesse dans les environnements utilities et énergie
- Hilscher : puces et modules netX pour l'intégration OEM, passerelles NT 100 pour la conversion de bus de terrain
- Advantech : modules EKI pour la conversion série vers Ethernet en environnement industriel
Tableau comparatif synthétique
| Marque | Module rack principal | Plateforme | Protocole dominant | Reconditionnement |
|---|---|---|---|---|
| Allen-Bradley | 1756-ENBT, 1756-EN2T | ControlLogix | EtherNet/IP | Forte demande |
| B&R | X20 IF (PROFINET, EtherNet/IP) | X20 | POWERLINK, OPC UA natif | Marché émergent |
| Lenze | Option dans les drives | Drives i550/i700 | EtherNet/IP, PROFINET | Voir gamme drives |
| Omron | CJ1W-EIP21, NX-EIC202 | CJ2, NX | EtherNet/IP | CJ1 actif |
| Schneider | NOE 77101, ETY 5103, BMX NOE 0100 | Premium, Quantum, M340 | Modbus TCP, PROFINET | NOE 77101 fort |
| Siemens | CP 343-1 (S7-300), CP 443-1 (S7-400), CM 1542-1 (S7-1500) | S7-300/400/1500 | PROFINET, Modbus TCP | CP 343-1/443-1 très forte |
Critères de choix d'un module de communication Ethernet
Trois critères éliminatoires guident le choix d'un module de communication Ethernet : le protocole imposé par l'architecture réseau de l'installation, la compatibilité stricte avec la gamme et la version de l'automate (rack et firmware), et le nombre de connexions simultanées à supporter (typiquement 16 pour un CP 343-1 standard, davantage pour les versions étendues).
Le protocole : critère éliminatoire
Le choix du protocole n'est généralement pas libre : il est imposé par l'architecture réseau de l'installation. Si le superviseur SCADA communique en PROFINET, tous les modules de communication doivent supporter PROFINET. Si les équipements tiers (variateurs, capteurs intelligents) utilisent Modbus TCP, le module doit maîtriser ce protocole. La première question à poser n'est donc pas « quel module choisir » mais « quel protocole l'architecture impose-t-elle ».
La compatibilité rack : critère éliminatoire
Pour les modules CP/CM, la compatibilité est strictement définie par le constructeur : un CP 343-1 n'est compatible qu'avec les racks S7-300, un NOE 77101 qu'avec les racks Premium. Cette compatibilité se vérifie également au niveau du firmware : certaines versions de CPU imposent une version minimale de firmware sur le module CP. Sur les plateformes retirées (S7-300/400, Premium, Quantum), le respect de la compatibilité firmware est un critère de validation du reconditionné.
Le nombre de connexions simultanées
Un module CP 343-1 standard gère typiquement 16 connexions PROFINET simultanées et 16 connexions Modbus TCP. Pour les architectures avec de nombreux clients (SCADA, OPC, IHM multiples), les versions étendues (CP 343-1 ERPC, CP 443-1 EX) ou les modules de génération suivante offrent un nombre de connexions supérieur. Sous-dimensionner ce paramètre se traduit par des refus de connexion intermittents, difficiles à diagnostiquer.
Les fonctions avancées
Plusieurs fonctions différencient les modules selon les usages : le serveur web intégré (accès aux données automate depuis un navigateur standard, sans client logiciel dédié, présent sur CP 343-1 ERPC et CP 443-1 Advanced), la redondance media (double port avec MRP ou DLR pour les topologies en anneau à temps de reprise garanti), le support OPC UA (protocole de communication interopérable, clé pour l'intégration IT/OT et les architectures IIoT, disponible sur les générations S7-1500 et M580) et les fonctions de diagnostic réseau (statistiques de trafic, détection de topologie, aide à la mise en service).
Les certifications et conformités
Sur les marchés régulés et les applications critiques, les certifications conditionnent la mise en service : PROFINET certified (testé par PI pour la conformité aux classes RT/IRT), EtherNet/IP conformant (testé par ODVA), certifications maritimes (DNV GL, Bureau Veritas), agréments ATEX pour les zones explosibles. Les modules reconditionnés conservent leurs certifications constructeur, vérifiables sur la plaque signalétique et la documentation associée.
Reconditionnement : modules CP post-retraite et disponibilité
Le segment structurant : CP 343-1 et CP 443-1 post-retraite S7-300/400
Depuis le retrait des gammes SIMATIC S7-300 et S7-400 par Siemens en octobre 2023, les modules CP 343-1 (S7-300) et CP 443-1 (S7-400) ne sont plus produits, alors que le parc installé reste considérable. Le remplacement à l'identique par un module reconditionné, testé en communication réelle et avec compatibilité firmware documentée, est la voie de continuité qui évite toute modification du projet automate.
Ce que recouvre le reconditionnement d'un module CP
Le reconditionnement d'un module de communication Ethernet comprend plusieurs étapes distinctes du reconditionnement d'un module d'E/S. En plus du contrôle visuel et du test de mise sous tension, la validation d'un module CP nécessite un test de communication en condition réelle : le module est configuré sur une CPU compatible, connecté à un réseau de test, et soumis à des échanges de données en charge (connexions multiples simultanées, trames de taille variable, cycles de communication répétés) pendant une durée suffisante pour révéler les défauts intermittents. Les composants susceptibles de vieillissement (condensateurs, composants réseau PHY) sont contrôlés ou remplacés selon l'âge. Le firmware est vérifié et mis à jour si la version disponible est compatible avec la plage de CPU référencée.
Les analyses de cycle de vie publiques convergent sur ce point : l'étude ADEME-Arcep sur l'empreinte environnementale du numérique (ACV multicritère, 12 indicateurs) attribue environ 80 % de l'empreinte carbone des équipements électroniques à leur fabrication, contre 20 % à leur utilisation, et les travaux du Fraunhofer IZM sur l'électronique aboutissent au même ordre de grandeur, la production des semi-conducteurs et des circuits imprimés concentrant l'essentiel des émissions. Pour un équipement industriel en service continu prolongé, la part de la phase d'usage augmente avec la durée de fonctionnement et l'intensité carbone du mix électrique ; sur un mix bas-carbone comme le mix français, la prédominance de la fabrication s'en trouve renforcée.
Critères d'évaluation d'un fournisseur
Deux points spécifiques au segment complètent les critères généraux : la documentation du test de communication (un module qui répond au ping mais refuse les connexions PROFINET en charge n'est pas un module reconditionné fiable) et la vérification de compatibilité firmware entre le module et la gamme de CPU cibles, qui doit être explicitement documentée. S'y ajoutent les conditions de garantie, la politique de retour et la disponibilité de la documentation technique associée.
Chiffres clés Seujet International
IIoT, OPC UA et cybersécurité industrielle
L'évolution vers OPC UA
La convergence IT/OT a conduit les constructeurs à intégrer OPC UA (OPC Unified Architecture, norme IEC 62541) directement dans les modules de communication de dernière génération. Le CP 1545-1 Siemens, les modules M580 Schneider et les CPU NX1P2 Omron exposent nativement des serveurs OPC UA, permettant aux applications MES, ERP et cloud d'accéder aux données automate sans passerelle intermédiaire ni conversion de protocole. Cette intégration réduit la latence et supprime les points de défaillance que représentaient les passerelles OPC DA historiques.
Pour les installations sur plateformes historiques (S7-300/400, Premium, Quantum), l'accès OPC UA passe par des serveurs OPC DA/UA logiciels (WinCC, Kepware, InduSoft) qui lisent les données depuis les modules CP via leurs protocoles natifs et les exposent ensuite en OPC UA vers les applications supérieures. C'est une architecture valide et éprouvée, mais qui impose une couche logicielle supplémentaire.
Cybersécurité : le module CP comme surface d'attaque
Un module de communication Ethernet expose l'automate sur le réseau et constitue une surface d'attaque. Le référentiel IEC 62443 définit les niveaux de sécurité applicables. Les bonnes pratiques de durcissement couvrent la segmentation réseau (VLAN OT/IT, pare-feu industriel), la désactivation des services non utilisés, le contrôle d'accès par liste blanche et la mise à jour régulière du firmware.
Le module de communication Ethernet est le composant qui ancre l'automate dans l'architecture numérique de l'installation : sans lui, l'automate est une île isolée, invisible du superviseur, de l'IHM et des systèmes de gestion. Le choix du bon module suit une logique immuable : protocole imposé par l'architecture d'abord, compatibilité rack ensuite, fonctions avancées enfin. Et sur les plateformes historiques retirées du catalogue (S7-300/400, Premium, Quantum, ControlLogix de première génération), le reconditionnement professionnel est la voie de continuité la plus directe pour maintenir la connectivité réseau sans toucher au projet automate.
Pour aller plus loin par marque :
- Modules de communication Allen-Bradley : gamme 1756-EN
- Solutions B&R : modules X20 IF et POWERLINK
- Solutions Lenze : interfaces réseau intégrées aux drives
- Modules de communication Omron : CJ1W-EIP21 et NX-EIC202
- Modules de communication Schneider Electric : NOE 77101, ETY 5103, BMX NOE
- Modules de communication Siemens : CP 343-1, CP 443-1, CM 1542-1