SIMATIC S5-95U et S5-115U : migrer vers le TIA Portal
SIMATIC S5-95U ou S5-115U en service : sauvegarder le programme, convertisseur ou reconstruction, l'obstacle TIA V21 et adaptateurs pour le câblage.
Une SIMATIC S5-95U ou S5-115U qui pilote encore une installation aujourd'hui fonctionne sans aucun soutien du constructeur. Selon Siemens UK, le cycle de vie de toute la famille S5 a pris fin le 30 septembre 2020 ; depuis, Siemens ne fournit plus de pièces de rechange et ne répare plus aucun module. Pour l'installation, rien ne change dans l'immédiat. Ce qui change, c'est le scénario de panne : la solution devra alors venir d'ailleurs que de Siemens, et chaque modification du programme dépend de STEP 5 et d'un PC capable de le faire tourner.
Cet article s'adresse aux responsables maintenance et exploitation qui ont une S5-95U ou une S5-115U dans leur parc. Il aborde dans l'ordre ce que signifie le statut des deux gammes, ce qu'il faut sauvegarder tant que l'automate tourne, les deux voies qui mènent au TIA Portal et les pièges connus. Chaque information factuelle renvoie à sa source ; là où les sources sont minces, le texte le précise.
Ce que signifie aujourd'hui le statut des S5-95U et S5-115U
Le guide Siemens de migration de S5 vers S7-1500 (article 105106251, en allemand) décrit l'arrêt ainsi : les composants S5 sont en fin de vie depuis 2003 et ne sont plus fabriqués ; ensuite, les pièces de rechange n'étaient plus disponibles qu'en échange standard. Un graphique du guide distingue les groupes S5-115, S5-135/155 et S5-90/95/100 et indique pour chacun une phase de pièces de rechange de dix ans. Il ne donne aucune date précise par gamme.
On ne peut donc pas établir avec une source à quel moment exact la 95U et la 115U sont sorties de l'approvisionnement en pièces. Je n'ai trouvé aucun document Siemens qui donne des dates par gamme. Pour la décision sur votre site, c'est secondaire : depuis le 30 septembre 2020, toute la famille est close.
De quels appareils parle-t-on
La S5-115U est un système modulaire monté sur châssis. Le manuel Siemens (article 1085937) répertorie les CPU 941, 942, 943 et 944 ; la CPU 945 dispose de son propre manuel (1086944), que le guide de migration cite également.
La S5-95U est un appareil compact. Selon son manuel système (en allemand), l'appareil lui-même porte 16 entrées TOR, 16 sorties TOR, 8 entrées analogiques et 1 sortie analogique, ainsi que des entrées de comptage et d'alarme. Elle s'étend avec des modules de la S5-100U. Cette différence avec la 115U pèse lourd au moment de transformer l'armoire, comme on le verra plus bas.
Première mesure : sauvegarder le programme S5 tant que l'installation tourne
Sur une installation S5, la première chose à mettre à l'abri est le programme de la CPU. Si la CPU tombe en panne sans sauvegarde, la fonction n'existe plus que dans le comportement de la machine et dans la mémoire des opérateurs. C'est pourquoi la sauvegarde passe avant toute discussion sur le matériel.
Un câble PG suffit-il pour récupérer les données de la S5 avec le TIA Portal ?
C'est une question posée sur le SPS-Forum, à propos du câble 6ES5 734-1BD20. Le câble seul ne suffit pas. D'après le wiki IBHsoftec, l'interface de programmation de la S5 est une boucle de courant 20 mA (TTY) avec le protocole AS511. Côté PC, il faut donc un matériel et un logiciel qui maîtrisent précisément cela.
Dans son guide de migration, Siemens déconseille expressément les ordinateurs portables standard et recommande une Field PG avec interface S5 et programmateur d'EPROM. Pour la reprise du programme, le même guide passe d'abord par STEP 7 V5.5 ; le TIA Portal n'intervient qu'ensuite. En dehors de Siemens, des utilisateurs du SPS-Forum citent des adaptateurs USB ou LAN qui fonctionnent avec des logiciels comme PG2000 ou « S5 für Windows ».
Se procurer STEP 5 et le garder en état de marche
La FAQ Siemens 6002243 recense les versions de STEP 5 jusqu'à la V7.23 et les systèmes d'exploitation jusqu'à Windows XP. En 2016, un message du forum Siemens indiquait que STEP 5 était arrêté, sans téléchargement, et disponible uniquement sur demande au support. Je n'ai pas pu établir si STEP 5 peut encore être commandé chez Siemens aujourd'hui. Wikipédia (en allemand) donne le 1er octobre 2005 comme date d'arrêt ; je n'ai trouvé aucune source Siemens pour cette date.
Même une Field PG existante n'est pas une garantie. Un message du SPS-Forum cite la FAQ Siemens 109997556 : STEP 5 V7.23 HF2 ne démarre plus sur la Field PG M6 après les mises à jour récentes de Windows 11 ; la configuration validée est Windows 10 IoT Enterprise LTSC 2021 avec une DOS-Box. Je n'ai pas pu consulter le texte de la FAQ elle-même. Si vous disposez d'une PG sur laquelle STEP 5 tourne, traitez-la comme un instrument de contrôle et ne la mettez pas à jour au passage.
Peut-on lire le programme sans le projet ?
Oui, le programme se lit depuis la CPU. Le même fil du SPS-Forum décrit ce qui manque ensuite : les mnémoniques et les commentaires ne sont pas stockés dans l'automate, ils sont donc perdus. Les blocs de données n'arrivent qu'au format KH, c'est-à-dire sous forme de valeurs hexadécimales.
Avant de lire la CPU, il vaut la peine de chercher le projet : sur l'ancienne console de programmation, chez le constructeur de la machine, dans les archives du bureau d'études électriques. La liste d'affectation (fichier *Z0.SEQ) est particulièrement précieuse, car elle contient les mnémoniques. Selon le guide, Siemens la reprend dans la table des mnémoniques de STEP 7 lors de la conversion.
Deux voies vers le TIA Portal : convertisseur ou reconstruction
Côté programme, il existe deux voies de nature très différente. La première traduit le code S5 de façon automatique. La seconde le lit, en comprend le fonctionnement et le reconstruit dans le TIA Portal.
La voie du convertisseur et ses limites documentées
STEP 7 V5.x est livré avec un convertisseur S5/S7. Ce qu'il sait faire et ce qu'il ne sait pas faire figure dans le manuel Siemens « Von S5 nach S7 » (article 1118413, en allemand) :
- Non convertis : les OB de fonctions spéciales, l'adressage absolu avec LIR et TIR, ainsi que les séquences écrites en GRAPH 5.
- Les blocs intégrés et les blocs fonctionnels standard sont remplacés par des FC de la bibliothèque FBLib1.
- L'adressage indirect via
B MWouB DWn'est converti qu'en partie, et le résultat est fortement alourdi. - Les paramètres effectifs doivent être vérifiés à la main. Ce qui ne se convertit pas apparaît en commentaire dans le résultat.
Un fil du SPS-Forum montre ce que cela donne en pratique : après la conversion, un utilisateur signale 400 erreurs dues à l'adressage indirect.
Selon le guide, Siemens recommande deux étapes : d'abord de S5 vers STEP 7 V5.5, puis de là vers le TIA Portal. Je n'ai pas pu vérifier si le convertisseur est encore présent dans STEP 7 V5.6 ou V5.7 ; le guide cite la V5.5. On obtient au final un programme en LIST qui garde la structure de l'original S5. La S7-1200 est donc exclue : d'après le SPS-Forum, elle ne sait pas exécuter le LIST.
La reconstruction à partir du programme analysé
Dans une reconstruction, le programme S5 est lu réseau par réseau. Sans mnémoniques, chaque réseau doit être interprété, comme le formule le SPS-Forum : quelle entrée est le fin de course, quel mémento est la validation, quel compteur tient le nombre de pièces ? De cette analyse naît une analyse fonctionnelle, qui sert ensuite de référence pour le nouveau programme, pour les tests et pour la réception.
Pour les migrations, je reconstruis dans le TIA Portal en LOG et en CONT. La raison tient à la maintenance : en visualisation en ligne, l'équipe voit signal par signal quelle condition manque et peut lire le programme elle-même en cas de panne. Le SCL reste réservé aux calculs. L'article sur les langages de programmation API selon la CEI 61131-3 explique pourquoi cette répartition a du sens. Le nouveau programme est testé en simulation avant la transformation : les erreurs de programme apparaissent ainsi au bureau, avant l'arrêt de l'installation.
De l'ancienne chaîne d'outils, la reconstruction n'a besoin que d'un moyen de lire le programme S5 ; le nouveau programme s'écrit directement dans la version actuelle du TIA Portal. La page rétrofit d'automates décrit le déroulement d'un tel projet.
Le goulet d'étranglement : TIA Portal V20 et V21 pour la migration depuis STEP 7 Classic
Qui choisit la voie du convertisseur obtient un résultat intermédiaire dans STEP 7 V5.5, donc dans STEP 7 Classic. Le passage de là vers le TIA Portal s'est rétréci à chaque version :
- Selon le guide Siemens de migration S7-300 vers S7-1500 (en allemand), le projet Classic doit être au moins au niveau STEP 7 V5.4 SP5.
- À partir du TIA Portal V20, la migration ne passe plus que par l'outil de migration, qui produit un fichier
*.am20, selon la documentation Siemens (en allemand). - Le TIA Portal V21 ne migre plus du tout les projets STEP 7 Classic, comme l'indique sa vue d'ensemble des possibilités de migration. Le chemin passe par la V20, puis par une mise à niveau vers la V21.
- Ce n'est qu'à l'intérieur du TIA Portal que vient l'étape « Migrer vers S7-1500 », et selon la documentation Siemens, le matériel n'est pas repris automatiquement.
Pour une installation S5, cela signifie que STEP 5, STEP 7 V5.5, le TIA Portal V20 et une version actuelle du TIA Portal doivent tous être installés et opérationnels avant que la première ligne ne tourne sur la S7-1500. Comme on l'a vu, STEP 5 à lui seul pose déjà la question du système d'exploitation.
Conserver le câblage : adaptateurs pour les connecteurs frontaux S5
Sur une S5-115U, le câblage terrain ne doit pas forcément être refait lors du changement d'automate. Siemens propose pour cela l'Interface Module Adapter 6EZ2041-…. D'après le document Siemens (article 83557459, en anglais), il reçoit les connecteurs frontaux S5 existants et les relie à une S7-1500 ou à une ET 200SP. Le document contient une table de correspondance indiquant quel module 115U correspond à quel module S7-1500. Le câblage terrain reste sur le connecteur frontal, et le schéma électrique ne change pas côté terrain.
Phoenix Contact propose pour la S5-115U un système d'adaptation, le VARIOFACE-S5-S7, mais selon sa fiche technique (copie chez un distributeur), il vise la S7-300 et la S7-400. Si la cible est la S7-1500, on part sur l'adaptateur Siemens.
Le cas particulier de la S5-95U : absente du guide Siemens
Le guide Siemens ne traite expressément que des S5-115U, S5-135U et S5-155U. La migration des S5-95U et S5-100U en est exclue. Mieux vaut le savoir avant de chercher une table de correspondance Siemens pour la 95U.
Sur la 95U, le câblage des E/S intégrées aboutit directement sur l'appareil compact. Je n'ai trouvé aucun adaptateur Siemens conçu pour ces E/S intégrées, et la table de correspondance de l'Interface Module Adapter porte sur des modules de la 115U. Côté matériel, il n'existe donc pas de chemin tout tracé pour une 95U ; elle fait l'objet d'un relevé et d'une étude au cas par cas.
Côté programme, la situation est différente. Les questions sont les mêmes que pour la 115U : sauvegarde via l'interface de programmation, mnémoniques manquants, format des valeurs analogiques, communication. Un utilisateur du SPS-Forum demande s'il peut réutiliser un câble SINEC L2 existant comme PROFIBUS en remplaçant plusieurs S5-95U par des S7-1500. La réponse ne se trouve que sur place, en examinant le type de câble, sa longueur et son état.
Les pièges après le basculement
Les points suivants figurent dans le guide Siemens ou ont été posés comme questions sur le SPS-Forum. Chacun relève de l'analyse, avant que la date d'arrêt ne soit fixée.
Valeurs analogiques : FB250, SLW 1 et SRW 4
Le format analogique S5 porte des bits d'erreur, de dépassement et d'activité dans la valeur elle-même ; le format S7 non. La plage nominale S7 est de 27648. C'est ce qu'indique le chapitre 9 du manuel Siemens « From S5 to S7 » (en anglais).
Deux questions de forum montrent où cela se manifeste au quotidien. La première, dans le fil « Analogwerte von S5 nach S7 », porte sur les paramètres du FB250. Le convertisseur remplace les blocs fonctionnels standard par des FC de FBLib1, mais les paramètres effectifs restent à vérifier à la main. La seconde vient du passage d'une S5-115U à une CPU 1511 : pourquoi le code repris contient-il SLW 1 et SRW 4 sur la valeur analogique ? Ces instructions de décalage relèvent du traitement du format S5 et de ses bits d'état ; elles ne doivent pas rester sur une valeur S7 sans vérification.
Temps de cycle et choix de la CPU
Selon le guide, les temps de cycle changent après la migration. Siemens recommande de vérifier au préalable si la CPU S5 travaillait à la limite de ses capacités. Cette question ne peut être tranchée que sur l'installation en marche, donc avant la dépose de la S5.
Blocs de données système et OB spéciaux
DB0, DB1 avec les mémentos de couplage, DX0 et les OB à partir de l'OB110 n'existent pas sur la S7-1500, selon le guide. Tout ce qui en dépend dans le programme S5 doit être résolu autrement dans le nouveau. Avec le convertisseur, cela ressort sous forme de commentaire dans le résultat ; avec la reconstruction, dès l'analyse.
Communication : SINEC L1, SINEC H1 et ET 200U
Le guide distingue trois cas. Le SINEC L1 via le CP 530 ne peut pas être raccordé à la S7-1500. Le SINEC H1 peut continuer à fonctionner en parallèle grâce à un SCALANCE X101-1AUI. Les stations décentralisées ET 200U et ET 200B restent exploitables via un fichier GSD PROFIBUS. Les liaisons dont dispose réellement l'installation font donc partie du relevé, y compris les stations partenaires sur les installations voisines.
Pupitres opérateur
Si un pupitre opérateur est relié à la S5 via AS511, il faut le prendre en compte avec l'automate. D'après un message sur plctalk, l'OP270 a été la dernière IHM Siemens dotée de l'AS511 ; un adaptateur IBH y est cité comme alternative. Cela concerne surtout le cas où l'on veut d'abord remplacer uniquement le pupitre. Avec le passage à la S7-1500, la supervision est de toute façon reconstruite, en général dans WinCC Unified.
Une question voisine sur le SPS-Forum demande si l'on peut faire fonctionner une CPU 944 et une S7-1500 en parallèle pour les tests. Je teste le nouveau programme au préalable en simulation, par rapport à l'analyse fonctionnelle. Sur site, il reste à tester les signaux et les séquences avec la mécanique réelle.
Aide à la décision : convertisseur ou reconstruction
| Critère | Voie du convertisseur | Reconstruction en LOG/CONT |
|---|---|---|
| Projet source avec mnémoniques | très utile, sinon LIST sans noms | utile, les mnémoniques manquants sont reconstitués |
| GRAPH 5, LIR/TIR, OB spéciaux | non convertis | résolus à nouveau à partir de la fonction |
| Adressage indirect | partiel, fortement alourdi | compris comme fonction et reconstruit |
| Outils | STEP 5, STEP 7 V5.5, TIA Portal V20, version actuelle | STEP 5 ou autre outil de lecture, version actuelle du TIA Portal |
| CPU cible | S7-1500 (la S7-1200 n'exécute pas le LIST) | S7-1500 ou S7-1200 |
| Résultat | LIST avec la structure S5 | LOG/CONT avec des mnémoniques parlants |
| Pertinent si | programme court et propre, équipe qui travaille en LIST | la maintenance doit lire elle-même, documentation absente, nombreuses fonctions spéciales |
La question décisive est le plus souvent celle-ci : qui devra lire ce programme lors d'une panne dans dix ans, et dans quel langage ?
Conclusion : ce qu'il faut faire maintenant
Une S5-95U ou S5-115U en service n'impose pas de décision cette semaine. Elle impose en revanche de préparer un remplacement ordonné tant que l'installation tourne et que c'est vous qui fixez la date :
- Sauvegarder le programme. Lire la CPU, chercher les fichiers de projet et la liste d'affectation, conserver la sauvegarde en double.
- Relever l'existant. Type de CPU, modules, module mémoire, liaisons avec les installations voisines, pupitres opérateur et stations décentralisées.
- Choisir la voie. Convertisseur ou reconstruction, adaptateur ou nouveau niveau de bornes, et pour une 95U une étude spécifique des E/S intégrées.
L'article rétrofit S5 et S7-300 vers S7-1500 et WinCC Unified décrit le déroulement complet d'un rétrofit, du relevé jusqu'à la réception.
Sources
- Siemens : guide de migration S5 → S7-1500, article 105106251 (en allemand) — PDF
- Siemens UK : The end of an era for automation (en anglais) — news.siemens.co.uk
- Siemens : manuel S5-115U, article 1085937 — PDF ; manuel système S5-95U (en allemand) — PDF (copie chez sps-service.eu)
- Siemens : FAQ 6002243 sur les versions de STEP 5 — support.industry.siemens.com ; message de forum sur l'obtention de STEP 5 — forum Siemens
- Siemens : manuel du convertisseur « Von S5 nach S7 », article 1118413 (en allemand) — PDF ; « From S5 to S7 », chapitre 9 sur les valeurs analogiques (en anglais) — PDF
- Siemens : guide de migration S7-300 → S7-1500 (en allemand) — PDF ; documentation TIA Portal (en allemand) : V20 migration STEP 7, V21 possibilités de migration, V21 migrer vers S7-1500
- Siemens : Interface Module Adapter, article 83557459 (en anglais) — PDF ; Phoenix Contact VARIOFACE-S5-S7 — fiche technique (copie chez un distributeur)
- Wiki IBHsoftec : programmation et maintenance des automates S5 avec des ordinateurs modernes (en allemand) — wiki.ibhsoftec.com ; Wikipédia : Step 5 (en allemand)
- SPS-Forum (en allemand) et plctalk : logiciel S5, convertir STEP 5 en STEP 7, Field PG M6 et Windows 11, matériel de réserve, adressage indirect, valeurs analogiques de S5 vers S7, passer de S5 à S7, relier CPU 944 et S7-1500, remplacer plusieurs S5-95U, remplacer un OP25 (plctalk) — messages de forum, pas de documentation constructeur
À propos de l'auteur : Cet article a été rédigé par David Prybisch, à la tête de Prybisch Automation au Luxembourg. Il programme des automates depuis plus de douze ans, a mené plus de 30 projets et mises en service, et transfère vers le TIA Portal des installations existantes sous S5, S7 Classic et CODESYS ; un aperçu de toutes les prestations est disponible ici.