6ES7288-1ST40-0AA1
CPU Siemens Simatic S7-200 SMART

Présentation du module CPU Siemens SIMATIC Smart

La référence 6ES7288-1ST40-0AA1 fait partie de la gamme Siemens SIMATIC S7-200 Smart. Ce module CPU s’intègre dans les architectures d’automatisation industrielle qui exigent une communication Ethernet native et un comptage rapide intégré. La CPU Siemens SIMATIC Smart CPU embarque 24 entrées TOR 24 V DC et 16 sorties TOR de type transistor PNP, un volume d’entrées/sorties qui couvre une large part des besoins en automatisme de machine autonome, ce module sortie numérique et entrée regroupant l’essentiel des fonctions courantes sur ce type de gamme. Contrairement aux générations S7-200 classiques, cette CPU smart intègre nativement le protocole PROFINET, ce qui simplifie l’intégration réseau sans module de communication additionnel. Ce module sortie numérique s’inscrit ainsi parmi les produits Siemens les plus utilisés pour les architectures S7 compactes, ces produits Siemens couvrant aussi bien les besoins simples que les extensions plus complexes de la gamme SIMATIC, et cette diversité se retrouve également dans les différentes versions proposées au catalogue pour ce module sortie numérique.

Le boîtier respecte un format compact : 12,5 cm de largeur, 10 cm de hauteur et 8,1 cm de profondeur, pour un poids de 0,41 kg. L’indice de protection IP20 situe ce produit dans un usage en armoire électrique fermée, à l’abri de la poussière et des projections. La plage de température de fonctionnement, de -20°C à 60°C, autorise une installation dans des environnements industriels avec variations thermiques marquées, y compris pour les versions SIPLUS destinées aux conditions climatiques renforcées, ces versions SIPLUS étant conçues spécifiquement pour les contraintes environnementales sévères, et ces versions SIPLUS complètent ainsi l’offre standard pour les cas d’usage les plus exigeants. La certification CE atteste de la conformité du produit Siemens aux exigences européennes en matière de sécurité électrique et de compatibilité électromagnétique, en cohérence avec les référentiels ISO appliqués dans l’industrie, des référentiels ISO qui encadrent également les processus qualité associés à ce produit, ce même produit demeurant conforme à ces référentiels ISO quel que soit son statut commercial.

Caractéristiques techniques décisives pour l’achat

La mémoire de cette CPU S7 se répartit en 24 Ko de mémoire programme, 24 Ko de mémoire de travail et 16 Ko de mémoire de données. Ce dimensionnement convient à des applications de complexité moyenne, sans nécessiter de module d’extension mémoire. Le support de carte mémoire intégré facilite la sauvegarde et le transfert de programme entre automates Siemens SIMATIC, un point pratique lors d’un remplacement de pièce sur ligne de production. Notez que cette CPU ne dispose pas de sauvegarde par pile : le maintien des données à la coupure d’alimentation repose sur une mémoire non volatile interne, une caractéristique propre à la génération smart CPU par rapport aux séries S7-200 historiques, cette CPU smart se distinguant nettement des modules CPU S7 traditionnels sur ce point précis. Cette architecture mémoire s’inscrit dans la continuité des choix effectués sur l’ensemble de la gamme SIMATIC Smart, où chaque module CPU partage des principes de conception similaires, ce module CPU restant représentatif des choix techniques opérés sur l’ensemble des versions de la gamme Smart.

Côté fonctions intégrées, le module CPU embarque un contrôleur PID capable de gérer 8 boucles, six compteurs rapides (high-speed counters), trois canaux PTO (Pulse Train Output) à 100 kHz, ainsi que 14 entrées de capture d’impulsions (pulse catch inputs). Une horloge temps réel (real-time clock) est également intégrée, utile pour l’horodatage d’événements ou la planification de cycles. Le firmware en version V2.4 et supérieures ouvre l’accès à la fonction PROFINET I-Device, disponible depuis la version V2.5, qui permet à la CPU de fonctionner comme périphérique décentralisé dans une architecture PROFINET plus large. Un serveur web embarqué permet également la supervision à distance sans logiciel HMI dédié, une option complémentaire aux solutions de supervision classiques, y compris pour les interfaces HMI tierces compatibles avec le serveur web embarqué, ces interfaces HMI pouvant également s’appuyer sur les mêmes protocoles de communication que la CPU, et certaines de ces interfaces HMI restent utilisables même sans licence logicielle additionnelle.

Communication et intégration réseau

La CPU dispose d’un port Ethernet, d’un port série et ne comporte aucun port USB. Les protocoles pris en charge incluent PROFINET, TCP/IP, la communication S7 propriétaire Siemens, ainsi que Modbus TCP. La prise en charge de PROFIBUS DP nécessite l’ajout du module EM DP01, ce qui permet d’intégrer cette CPU Siemens dans des architectures existantes reposant sur ce bus de terrain historique, ce module EM DP01 restant la solution de référence pour ajouter du DP à une architecture S7 existante. Cette flexibilité de communication permet à la référence 6ES7288-1ST40-0AA1 de trouver sa place dans des installations mixtes, où coexistent des équipements plus anciens en Dp et des automates récents en Ethernet natif, y compris certaines versions du réseau intégrant encore du DP hérité, ces différentes versions de bus pouvant cohabiter sur un même segment TCP/IP, chaque segment Dp restant identifiable au sein de cette architecture mixte. Le recours combiné à PROFIBUS DP et à Ethernet TCP illustre la polyvalence de cette CPU S7 dans des environnements hétérogènes, ce même canal TCP servant également aux échanges Modbus TCP mentionnés précédemment.

Pour la partie interface homme machine, la CPU communique en Ethernet TCP/IP avec les panels Siemens SIMATIC Smart Line ou tout écran HMI compatible avec les protocoles supportés, cette interface homme machine restant accessible depuis le même réseau que l’automate. Cette approche simplifie le câblage et réduit le nombre de convertisseurs nécessaires par rapport à une architecture reposant uniquement sur liaison série. Un onduleur interface homme machine peut également être piloté via cette liaison, notamment dans les applications de contrôle de moteur servo ou de gestion d’entraînement où la supervision locale reste nécessaire en complément du pilotage automate, dans le respect des principes de sécurité propres à ce type d’installation ; cet onduleur interface homme machine participe alors directement à la continuité de service de l’installation, et cet onduleur interface homme machine peut lui-même faire l’objet d’une supervision à distance similaire à celle de l’automate. Le module CPU pilote aussi des relais alimentation externes via ses sorties TOR, pour la commande de contacteurs ou de préactionneurs sur la partie puissance de l’installation, chaque sortie numérique étant dimensionnée pour ce type de charge, ces relais alimentation contribuant à la sécurisation de la partie puissance pilotée par l’automate ; le dimensionnement de ces relais alimentation reste un critère de sécurité à valider selon la charge réelle, et cette sécurité globale de l’installation dépend directement du bon calibrage de chaque sortie numérique et de chaque relais alimentation associé.

Architecture d’extension et cas d’usage

La CPU accepte jusqu’à six modules d’extension, ce qui permet d’ajouter des entrées et sorties analogiques, des voies TOR supplémentaires, ou un module de communication PROFIBUS DP comme évoqué précédemment. Cette capacité d’extension modulaire adapte le système aux besoins réels de la machine, sans surdimensionner l’architecture dès la conception initiale, y compris pour les variantes SIPLUS prévues pour les environnements industriels exigeants. L’alimentation en courant continu, avec une tension comprise entre 20,4 V et 28,8 V, correspond au standard 24 V DC largement répandu en armoire industrielle. La consommation de 18 W reste modérée et facilite le dimensionnement de l’alimentation générale de l’armoire, notamment lorsque plusieurs modules d’extension viennent s’ajouter à la configuration de base.

Cette CPU Siemens SIMATIC Smart trouve sa place dans des applications de machine spéciale, de convoyage, de gestion d’utilités industrielles ou de pilotage de sous-ensembles dans une chaîne de production plus vaste, à l’image de nombreux Siemens PLC déployés sur ce type de site, ces Siemens PLC couvrant aussi bien les architectures S7-200 Smart que d’autres familles d’automates, et ce Siemens PLC particulier reste représentatif des choix d’architecture retenus sur ce type de site industriel. La présence de trois canaux PTO à 100 kHz permet le pilotage de moteur servo ou de moteur pas à pas sans module de positionnement additionnel, une caractéristique qui réduit le nombre de références à intégrer dans une architecture simple d’axe, ce moteur servo pouvant ainsi être commandé directement depuis l’automate sans carte de positionnement dédiée, et ce même moteur servo bénéficie d’un pilotage synchronisé grâce aux compteurs rapides embarqués. Le contrôleur PID intégré à 8 boucles permet également la régulation de température, de pression ou de débit directement dans la CPU, sans recourir à un régulateur externe dédié, dans des conditions de sécurité conformes aux exigences des lignes de production concernées.

La programmation s’effectue via STEP 7 Micro/WIN SMART, logiciel dédié à la gamme SIMATIC S7-200 Smart, avec prise en charge des langages LAD (Ladder), FBD (blocs fonctionnels) et STL (liste d’instructions), y compris pour les blocs hf utilisés dans certains traitements de signaux spécifiques, ces blocs hf restant compatibles avec les trois langages de programmation cités. Cette compatibilité logicielle facilite la reprise de programmes existants ou la formation d’équipes de maintenance déjà familières avec l’environnement de programmation Siemens SIMATIC. Le choix entre les différentes versions de firmware conditionne l’accès à certaines fonctions, notamment le mode PROFINET I-Device, un point à vérifier avant migration ou remplacement de pièce sur un parc automate existant, tout comme la compatibilité des modules hf associés selon la configuration retenue.

Achat en boîte ouverte, neuf ou reconditionné

Sur le marché de l’automatisation industrielle, cette référence Siemens circule sous plusieurs statuts commerciaux : neuf, boîte ouverte ou reconditionné. Chaque statut correspond à un niveau de garantie et de vérification différent, un critère aussi encadré par certaines normes ISO applicables à la remise en circulation de matériel électronique. Une pièce reconditionnée a fait l’objet d’un contrôle fonctionnel avant remise en circulation, tandis qu’un produit en boîte ouverte reste neuf mais sans emballage d’origine scellé, une situation fréquente lors de retours commerciaux ou d’annulation de commande ; cette pièce reconditionnée bénéficie généralement d’une traçabilité documentée avant sa remise sur le marché, et chaque pièce ainsi contrôlée fait l’objet d’une vérification adaptée à son statut commercial, cette même pièce pouvant provenir de différentes versions de parc selon son historique d’utilisation. Pour les responsables achats techniques, ce choix permet d’ajuster le budget d’un projet de rétrofit ou de maintenance corrective sans concession sur la compatibilité avec l’architecture existante.

Avant toute commande, il reste utile de vérifier la version de firmware installée sur l’unité proposée, en particulier si le projet nécessite la fonction PROFINET I-Device disponible depuis la version V2.5. Un correctif logiciel peut être appliqué via STEP 7 Micro/WIN SMART pour mettre à jour une CPU vers une version plus récente, sous réserve de compatibilité matérielle ; un second correctif peut parfois s’avérer nécessaire selon l’état initial du firmware, ce correctif complémentaire étant recommandé lorsque plusieurs générations de firmware coexistent dans le même parc, et l’application d’un tel correctif reste conseillée avant toute mise en service définitive, ce correctif restant par ailleurs disponible gratuitement pour les détenteurs du logiciel STEP 7 Micro/WIN SMART. Cette vérification évite les mauvaises surprises lors de l’intégration dans un parc d’automates Siemens SIMATIC déjà en exploitation, notamment lorsque plusieurs versions de CPU coexistent sur le même site industriel, ces différentes versions de firmware pouvant coexister au sein d’un même parc SIMATIC S7 sans compromettre la compatibilité globale.