Программируемый логический контроллер Simens PLC, центральный блок ЦПУ 6ES7414-4HM14-0AB0

Siemens 6ES7414-4HM14-0AB0∙ SIMATIC S7-400H ЦПУ 414H ∙ Избыточный центральный процессор, 2,8 МБ памяти, 4 интерфейса (1 MPI/DP + 1 DP + 2 синхронизации), 21 раковина расширения, S7-400H / S7-400F/FH

CPU 414H

Платформа S7-400H предлагает прогрессирование H-CPU, каждый из которых повышает память, количество интерфейсов и мощность обработки, чтобы соответствовать более крупным и сложным установкам.ЦПУ 414H занимает значительное среднее положение в этой семье.

Его предшественник в диапазоне - процессор 412H (6ES7412-3HJ14-0AB0) - обеспечивает 768 КБ общей памяти.

Процессор 414H утроит это до 2,8 МБ, поделит поровну между данными и программой и добавит второй выделенный интерфейс PROFIBUS DP, которого не хватает 412H.которые масштабируются до 20 МБ общей памяти с дополнительными интерфейсами для самых требовательных программ непрерывной автоматизации процессов.

Для технологических установок, где программа автоматизации должна обрабатывать сотни циклов управления PID, обширные сети I/O PROFIBUS на нескольких сегментах,и большие структуры данных для буферизации историков процессов и управления рецептами, 2,8 МБ 414H в сочетании с двумя независимыми интерфейсами PROFIBUS DP является значительным шагом вперед по сравнению с H-CPU начального уровня.

Второй специализированный интерфейс DP позволяет контроллеру управлять отдельными сетями PROFIBUS, например, одним сегментом для приводов и оборудования с переменной скоростью,другая для приборов и передатчиков без совместного использования ширины полосы ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины ширины шири.

Основные характеристики

Два синхронных интерфейса и оптико-волоконная синхронизация

Два интерфейса модуля синхронизации на ЦП 414H являются физической основой всего механизма резервности системы H.

Каждый интерфейс принимает подмодуль синхронизации IF 960, подключаемый к сети, - оптико-волоконный приемопередатчик, который подключается к соответствующему подмодулю на парнерском стоянке процессора через оптико-волоконный кабель.

Волоконно-оптическая среда преднамеренна: она обеспечивает полную гальваническую изоляцию между двумя стойками процессора,устраняет проблемы с напряжением общего режима, которые могут повлиять на кабели электрической синхронизации в промышленных условиях, и работает надежно на расстояниях (до примерно 10 м в стандартных версиях малой дальности), которые обычно отделяют две стойки в установке системы H.

Две независимые синхронные ссылки являются обязательными, а не необязательными.

The S7-400H's redundancy can only be maintained if the synchronisation channel itself is redundant — a single sync link failure that disabled the synchronisation mechanism would degrade a fully redundant H-system to a single-CPU system with no failover capability.

С двумя независимыми синхронными путями через два отдельных волоконных кабеля,сбой в одном пути синхронизации генерирует сигнализацию технического обслуживания, но не ухудшает способность пары процессоров синхронизироваться и поддерживать готовность к горячему режиму ожидания..

Диагностика системы S7-400H обнаруживает и сообщает об ошибках на одном синхронном пути, давая обслуживающему персоналу время восстановить поврежденную связь до возникновения любого события, влияющего на процесс.

21 Раки для расширения ∆ Причина для большой мощности системы

ЦПУ 414H поддерживает максимум 21 раковину расширения в дополнение к центральной раковине, в общей сложности 22 физических раковины в максимально возможной конфигурации.

Каждая стойка вмещает сигнальные модули, функциональные модули и коммуникационные процессоры, причем каждая стойка вносит до 8 дополнительных слотов модулей на станцию.При 8 модулях на стойку на 22 стойках, полностью укомплектованная станция CPU 414H может принимать до 176 позиций модулей.

На практике непрерывная автоматизация технологических установок редко позволяет создавать станции S7-400H на абсолютном максимуме.

Возможность расширения на 21 стойку существует для удовлетворения потребностей в масштабировании крупных интегрированных процессуальных блоков ∙ дистилляционный блок нефтеперерабатывающего завода, комплекс химического реактора,большая очистная установка для воды, где одна станция S7-400H может управлять несколькими сотнями полевых приборов, многочисленные диски и десятки отдельных элементов оборудования.

Мощность 414H калибрована для обработки этих действительно больших программ без необходимости разделения станции на несколько управляющих,что добавит инженерную сложность и потенциальные точки сбоя в архитектуре.

S7-400F/FH ️ Сочетание избыточности и функциональной безопасности

Процессор 414H сертифицирован для использования в системах с конфигурацией S7-400F/FH, которые сочетают в себе аппаратную избыточность системы H (пары процессоров горячего режима ожидания) с функциональной безопасностью, сертифицированной IEC 61508.При эксплуатации S7-400F/FH, процессор выполняет как стандартную программу пользователя, так и программу безопасности.

Программа безопасности реализует инструментированные функции безопасности (SIF), определенные в спецификации требований безопасности объекта,и работает на F-CPU с безопасностью с протоколом связи PROFIsafe, расширяющим сертификацию безопасности по сети PROFIBUS DP до F-периферийных устройств.

Конфигурация F/FH представляет собой полное решение по обеспечению безопасности и доступности для технологических установок в опасных зонах: H-редунанс предотвращает незапланированные отключения из-за неисправностей аппаратного обеспечения контроллера,При этом сертификация F гарантирует, что функции безопасности с приборами достигают требуемого уровня целостности безопасности (SIL 1)., 2 или 3 в зависимости от применения), как определено в анализе опасности процесса.

На таких объектах, как нефтегазодобывающие площадки, нефтеперерабатывающие заводы и химические заводы,сочетание непрерывной доступности и сертифицированной безопасности в одном и том же контроллере не является предметом роскоши, а является нормативным и эксплуатационным требованием;.

Стратегия запасных частей для отключенных H-CPU

Производство процессора 414H было прекращено компанией Siemens с 01.02.2017, что означает, что он больше не производится или не распространяется по стандартным каналам продаж Siemens.

Как правило, Siemens обязуется обеспечить доступ к запасным частям в течение десяти лет после прекращения производства для критически важных промышленных продуктов, что охватывает многие действующие в настоящее время установки S7-400H.За окном запасных частей SiemensНа рынке промышленных излишек и ремонта имеются значительные запасы проверенных и гарантированных блоков ЦПУ 414H.

Для предприятий, работающих с системами S7-400H с блоками процессора 414H, минимально рекомендуемым запасом является один полный набор модулей H-CPU ¢ два блока 6ES7414-4HM14-0AB0,поскольку обе стойки требуют идентичных процессоровНесовместимая пара процессоров (различные версии прошивки или одна оригинальная и одна обновленная с немного различными датами производства) могут по-прежнему функционировать, но могут потребоваться гармонизации прошивки.

Содержание совпадающих запасных пар упрощает аварийную замену и исключает необходимость управления совместимостью прошивки под давлением времени во время незапланированного отключения.

Частые вопросы

Вопрос 1: У процессора 414H есть два интерфейса PROFIBUS DP, комбинированный интерфейс MPI/DP и выделенный интерфейс DP.и могут ли они подключаться к различным сетям PROFIBUS DP?

Да, оба интерфейса PROFIBUS DP могут работать одновременно, и они могут подключаться к отдельным, независимым сетям PROFIBUS DP.каждому интерфейсу присваивается собственная сеть PROFIBUS со своими параметрами шины (адрес шины), скорость передачи, параметры синхронизации).

Процессор 414H работает как DP-мастер в обеих сетях независимо друг от друга, сканируя рабов в сети 1 и сети 2 взаимосвязанно в каждом цикле сканирования PLC.

Эта возможность двойного мастера особенно ценна на крупных технологических заводах, где оборудование для разделения приборов (передатчики, анализаторы) от приводного оборудования (приводы переменной частоты,Мегкие стартеры) на независимые сегменты шины уменьшает межсетевые помехи и упрощает устранение неполадок путем изоляции доменов неисправностей.

Интерфейс MPI/DP также может быть настроен в режиме MPI, а не в режиме DP, когда на этом физическом интерфейсе не требуется мастер-функция PROFIBUS DP, например,использовать его исключительно для программирования терминального доступа и HMI-соединений.

Вопрос 2: Каково время переключения (время перехода) при отказе активного процессора 414H и переходе на режим ожидания?

The failover time in a correctly configured S7-400H system with CPU 414H is within the PLC scan cycle — typically in the range of several milliseconds to a few tens of milliseconds depending on the system configurationПри нормальной синхронизации горячего режима ожидания оба процессора выполняют одну и ту же программу с теми же данными в каждом цикле сканирования.

Механизм синхронизации гарантирует, что состояние памяти процессора в режиме ожидания выходы, блоки данных, таймеры, счетчики отражает мастер-CPU на каждой границе сканирования.

Когда мастер не работает, процессор в режиме ожидания объявляет себя активным и начинает контролировать выходы немедленно, не выполняя последовательность перезапуска или перечитывая входы из холодного состояния.

С точки зрения полевых устройств, выходы продолжают сохранять свое последнее действительное состояние без ощутимого перерыва; с точки зрения рабов PROFIBUS DP,Мастер продолжает опросить их без пропуска цикла..

Q3: Может ли процессор 414H работать в режиме с одним процессором, если второй процессор удаляется для технического обслуживания, и каковы последствия?

ЦПУ 414H может работать в режиме одного ЦПУ, когда в его стойке установлен только один блок или когда синхронизационная связь между двумя ЦП отсутствует,Система S7-400H продолжает работать на доступном процессореЭтот режим называется одноразовым или деградированным режимом.

Система генерирует диагностическую тревогу, указывающую на то, что полная избыточность не доступна, и интерфейс оператора STEP 7/WinCC отображает соответствующее сообщение о состоянии.

В таком состоянии, работающий процессор продолжает все процессы управления, PROFIBUS DP связи,и предоставление данных HMI обычно, но любая аппаратная ошибка, влияющая на этот единственный процессор, приведет к отключению процесса, поскольку нет партнера CPU, чтобы взять на себя.

Для планируемого обслуживания ∙ замены неисправного подмодуля синхронизации, выполнение профилактического обслуживания на одной стойке процессора ∙ работы в режиме деградации в течение короткого, управляемого периода является приемлемым и предназначенным для.Продолжительная работа в режиме деградации значительно повышает профиль риска установки.

Вопрос 4: Какое значение имеет разделение памяти на 1,4 МБ данных и 1,4 МБ программ для разработки программ, и могут ли блоки пользовательских данных потреблять программу памяти или наоборот?

В SIMATIC S7-400H рабочая память (RAM, которую CPU использует для активного выполнения программ) при изготовлении разделена на фиксированный кодный (программный) раздел и фиксированный раздел данных,и эти перегородки не взаимозаменяемы. Программный код OB, FC, FB, скомпилированные последовательности инструкций потребляет память кода; блоки данных (DB), включая DB экземпляров, общие DB и хранилище рецептов потребляют память данных.

Программа, которая имеет много сложных алгоритмов управления, но относительно небольшие наборы данных будет удобно помещаться в пределах кода 1,4 МБ, используя только часть распределения данных 1,4 МБ.

И наоборот, программа с относительно простой логикой управления, но большими таблицами рецептов, историческими буферами или обширными структурами данных тревоги может заполнить 1.4 МБ памяти данных, оставляя кодовую память в основном пустойРазработчики программ, работающие с процессором 414H, должны контролировать обе области памяти независимо во время разработки.

Загрузочная память (Flash/EPROM или карта памяти) содержит сохраненную копию программы; рабочая память содержит копию активного исполнения; только разделение рабочей памяти имеет значение для размера времени исполнения.

Q5: является ли STEP 7 V5.x единственной средой программирования для процессора 414H, или можно использовать портал TIA?

Процессор 414H, входящий в классическую платформу SIMATIC S7-400H, запрограммирован с использованием традиционной среды STEP 7 Classic.

TIA Portal не поддерживает семейство процессоров S7-400H для программирования; поддержка S7-400 TIA Portal охватывает стандартные процессоры S7-400 (не H),и платформой высокой доступности текущего поколения, поддерживаемой порталом TIA, является S7-1500HПроектирование процессора 414H в портале TIA невозможно.

Если сайт стандартизировал на портале TIA все другие программы ПЛК, программа S7-400H все равно должна поддерживаться и расширяться с использованием STEP 7 V5.5 или STEP 7 Professional.Siemens взял на себя обязательство поддерживать STEP 7 V5.x для существующей установленной базы систем S7-300 и S7-400; обновления и исправления безопасности продолжают быть доступны, даже несмотря на то, что основное внимание разработчиков было перемещено на портал TIA.