Siemens PLC Programlanabilir Mantık Denetleyici CPU Merkezi Birim 6ES7414-4HM14-0AB0

Siemens 6ES7414-4HM14-0AB0∙ SIMATIC S7-400H CPU 414H ∙ Yükseliçi Merkezi İşlem Birimi, 2.8MB Bellek, 4 Arayüz (1 MPI/DP + 1 DP + 2 Senkronizasyon), 21 Genişleme Rack, S7-400H / S7-400F/FH

CPU 414H S7-400H Hiyerarşisinde Yer Alıyor

S7-400H platformu, her biri daha büyük ve daha karmaşık kurulumlarla eşleşmek için bellek, arayüz sayısı ve işlem kapasitesini yükselten H-CPU'ların ilerlemesini sunar.CPU 414H bu ailede önemli bir ortada yer almaktadır.

Aralıktaki selefi CPU 412H (6ES7412-3HJ14-0AB0) 768KB toplam bellek sağlar.

CPU 414H, bunu 2.8MB'ye üç katına çıkarır, veri ve program arasında eşit olarak bölünür ve 412H'nin eksik olduğu ikinci özel PROFIBUS DP arayüzü ekler.En zorlu sürekli işlem otomasyon programları için ek arayüzlerle 20MB toplam belleğe kadar ölçeklenebilir.

Otomasyon programının yüzlerce PID kontrol döngüsünü ele alması gereken işlem tesisleri için, çoklu segmentlerdeki geniş PROFIBUS I/O ağları,ve büyük veri yapıları süreci tarihçi tamponlama ve tarif yönetimi için, 414H'nin 2.8MB'sı ve iki bağımsız PROFIBUS DP arayüzü, giriş seviyesindeki H-CPU'dan anlamlı bir adımdır.

İkinci özel DP arayüzü, denetleyicinin ayrı PROFIBUS ağlarını yönetmesini sağlar. Örneğin, sürücüler ve değişken hızlı ekipmanlar için bir segment,diğer bir cihaz ve verici için farklı cihaz türleri arasında otobüs bant genişliğini paylaşmadan.

Ana Özellikler

İki Senkronizasyon Arayüzü ve Fiber-Optik Senkronizasyon

CPU 414H'deki iki senkronizasyon modülü arayüzü, tüm H-sistem redundansi mekanizmasının fiziksel temelini oluşturur.

Her bir arayüz, takılabilir bir IF 960 senkronizasyon alt modülünü kabul eder. Bir fiber optik kablo aracılığıyla ortak CPU rafındaki ilgili alt modüle bağlanan bir fiber optik alıcı.

Fiber-optik ortam kasıtlı: iki CPU rafı arasında tam galvanik izolasyon sağlar,endüstriyel ortamlarda elektrikli senkronizasyon kablolarını etkileyebilecek ortak mod gerilim sorunlarını ortadan kaldırır, ve bir H sistemi kurulumunda tipik olarak iki rafı ayıran mesafelerde (standart kısa menzilli versiyonlarda yaklaşık 10 metreye kadar) güvenilir bir şekilde çalışır.

İki bağımsız senkronizasyon bağlantısı isteğe bağlı değil, zorunludur.

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.

İki ayrı fiber kablosundan iki bağımsız senkronizasyon yolu ile,Bir senkronizasyon yolundaki bir arıza, bir bakım alarmı oluşturur, ancak CPU çiftinin senkronize olma ve sıcak bekleme hazırlığını sürdürme yeteneğini bozmaz..

S7-400H'nin sistem teşhisleri tek senkronizasyon yolu hatalarını tespit eder ve rapor eder. Bu da bakım personeline herhangi bir süreç etkisini gösteren olay meydana gelmeden önce bozulmuş bağlantıyı geri yüklemek için zaman verir.

21 Genişleme Rackları Büyük Sistem Kapasitesinin Düzeni

CPU 414H, merkezi rafın yanı sıra en fazla 21 genişleme rafını destekler. Mümkün olan en büyük yapılandırmada toplam 22 fiziksel raf.

Her raf sinyal modülleri, fonksiyon modülleri ve iletişim işlemcileri barındırır ve her raf istasyona 8 ek modül yuvasına kadar katkıda bulunur.22 raf boyunca raf başına 8 modül, tam olarak inşa edilmiş bir CPU 414H istasyonu 176 modül pozisyonunu barındırabilir.

Pratik olarak, sürekli işlem tesisi otomasyonu nadiren S7-400H istasyonlarını mutlak maksimumlarına inşa eder.

21 raflı genişleme kapasitesi, büyük entegre süreç birimlerinin ölçeklendirme ihtiyaçlarını karşılamak için mevcuttur.Büyük bir su arıtma tesisi ̇ tek bir S7-400H istasyonunun birkaç yüz saha aygıtını kontrol edebileceği, çoklu sürücüler ve düzinelerce ayrı ekipman öğesi.

414H'nin kapasitesi, istasyonun birden fazla iletişim kontrolörüne bölünmesini gerektirmeden bu gerçekten büyük programları işlemek için kalibre edilmiştir.Bu da mimariye mühendislik karmaşıklığı ve potansiyel arıza noktaları ekleyecektir..

S7-400F/FH İhtiyaçsızlık ve Fonksiyonel Güvenliği Birleştirmek

CPU 414H, H-sisteminin donanım yedekliliğini (sıfır bekleme CPU çiftleri) IEC 61508 sertifikalı işlevsel güvenlik ile birleştiren S7-400F/FH yapılandırmalarında kullanılması için sertifikalandırılmıştır.S7-400F/FH işleyişinde, CPU hem standart bir kullanıcı programını hem de bir güvenlik programını yürütür.

Güvenlik programı, tesisin güvenlik gereksinimleri spesifikasyonunda tanımlanan Güvenlik Enstrümanlı İşlevleri (SIF) uygulamaktadır.ve PROFIsafe iletişim protokolü ile güvenlik derecesi verilen F-CPU'larda çalışır ve PROFIBUS DP ağı boyunca sertifikalı güvenliği F çevre cihazlarına kadar genişletir.

F/FH yapılandırması, tehlikeli alanlardaki işlem tesisleri için tam güvenlik ve kullanılabilirlik çözümüdür: H redundanlığı, denetleyici donanım hatası nedeniyle planlanmamış kapatmaları önler,F sertifikası, güvenlik enstrüman fonksiyonlarının gerekli Güvenlik Bütünlük Seviye'ni (SIL 1) elde etmesini sağlar., 2 veya 3 uygulamaya bağlı olarak) süreç tehlike analizi ile tanımlanmıştır.

Doğuştan önce petrol ve gaz üretim platformları, rafineriler ve kimyasal tesisler gibi tesislerde,Sürekli kullanılabilirlik ve aynı denetleyici içinde sertifikalı güvenlik kombinasyonu lüks bir özellik değil, düzenleyici ve operasyonel bir gerekliliktir..

H-CPU'lar için yedek parça stratejisi

Siemens tarafından 414H CPU'nun üretimi 01.02.2017, yani artık Siemens'in standart satış kanalları üzerinden üretilmiyor veya dağıtılmıyor.

Siemens tipik olarak kritik endüstriyel ürünler için yedek parçaların üretimi durdurulduktan sonra on yıl boyunca mevcut olmasını taahhüt eder. Bu politika, şu anda çalışan birçok S7-400H tesisini kapsar.Siemens yedek parça penceresinin ötesindeEndüstriyel artı ve yenilenme pazarı test edilmiş ve garantili CPU 414H ünitelerinin önemli stoklarına sahiptir.

CPU 414H ünitesi ile S7-400H sistemleri işleten tesisler için en az önerilen yedek stok, bir tam H-CPU modülü setidir. 6ES7414-4HM14-0AB0 iki ünitesi,Çünkü her iki raf da aynı CPU'ları gerektiriyor.Eşleşmeyen bir CPU çifti (farklı sabit yazılım sürümleri veya bir orijinal ve biraz farklı üretim tarihleriyle yenilenmiş biri) hala çalışabilir, ancak sabit yazılım uyumluluğu gerekebilir.

Eşleşen yedek çiftleri tutmak acil değişimi kolaylaştırır ve planlanmamış bir kesinti sırasında zaman baskısı altında sabit yazılım uyumluluğunu yönetme ihtiyacını ortadan kaldırır.

Sık Sorulan Sorular

S1: CPU 414H'nin iki PROFIBUS DP arayüzü vardır MPI/DP birleşik arayüzü ve özel DP arayüzü.ve farklı PROFIBUS DP ağlarına bağlanabilirler?

Evet, her iki PROFIBUS DP arayüzü de aynı anda çalışabilir ve ayrı, bağımsız PROFIBUS DP ağlarına bağlanabilirler.her arayüz kendi otobüs parametreleri ile kendi PROFIBUS ağı atanır (otobüs adresi, iletim hızı, zamanlama parametreleri).

CPU 414H, her iki ağda da bağımsız olarak DP master olarak çalışır. Her PLC tarama döngüsü içinde ağ 1 ve ağ 2'deki köleleri birbirine karışık şekilde tarar.

Bu ikili master yeteneği, büyük işlem tesislerinde, aygıtları (göndericiler, analizörler) tahrik ekipmanlarından (değişken frekanslı tahrik cihazları,Yumuşak başlangıçlar) bağımsız otobüs bölümlerine, ağ çapındaki müdahaleyi azaltır ve hata alanlarını izole ederek sorun gidermeyi basitleştirir..

MPI/DP arayüzü, örneğin, bu fiziksel arayüzde PROFIBUS DP ana fonksiyonuna ihtiyaç duyulmadığında DP modu yerine MPI modunda da yapılandırılabilir.Sadece terminal erişim ve HMI bağlantılarının programlanması için kullanmak için.

S2: CPU 414H aktif CPU arızalanır ve bekleme CPU devreye girerken geçiş süresi nedir?

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 configurationNormal sıcak bekleme senkronizasyonu sırasında, her iki CPU de her tarama döngüsünde aynı verilerle aynı programı çalıştırır.

Senkronizasyon mekanizması, bekleme CPU'sunun hafıza durumunun, veri blokları, zamanlayıcılar, sayaçların, her tarama sınırında ana CPU'yu yansıtmasını sağlar.

Ana işlemci arızalanırsa, bekleme işlemcisi kendini aktif ilan eder ve yeniden başlatma dizisini çalıştırmadan veya soğuk durumdan girişleri yeniden okumadan çıkışları kontrol etmeye başlar.

Alan cihazlarının bakış açısından, çıkışlar son geçerli durumlarını algılanan bir kesinti olmadan sürdürür; PROFIBUS DP kölelerinin bakış açısından,Efendi bir döngüyü kaçırmadan onları sorgulamaya devam ediyor..

S3: İkinci CPU'nun bakım için çıkarılması durumunda, 414H CPU'nun tek bir CPU'dan oluşan redundan olmayan modda çalışması mümkün müdür ve sonuçları nelerdir?

CPU 414H, rack'ında sadece bir ünite kurulduğunda veya iki CPU arasındaki senkronizasyon bağlantısı yokken tek CPU modunda çalışabilir.S7-400H sistemi mevcut CPU'da çalışmaya devam ediyor.Bu mod tek seferlik işlem veya bozulmuş mod olarak adlandırılır.

Sistem, tam yedekliliğin mevcut olmadığını gösteren bir teşhis alarmı oluşturur ve STEP 7/WinCC operatör arayüzü ilgili bir durum mesajı gösterir.

Bu bozulmuş durumda işleyen CPU tüm işlem kontrolünü, PROFIBUS DP iletişimini,ve HMI veri sağlaması normalde, ancak tek bir CPU'yu etkileyen herhangi bir donanım hatası işlemin kapatılmasına neden olur, çünkü devralmak için ortak bir CPU yok.

Planlı bakım için, başarısız bir senkronizasyon alt modülünü değiştirmek için, kısa, yönetilen bir süre için bozulmuş modda çalışan bir CPU rafında önleyici bakım yapmak kabul edilebilir ve tasarlanmıştır.Degradasyon halinde uzun süre çalışmak, tesisin risk profilini önemli ölçüde arttırır.

S4: Bellek bölünmesinin önemi nedir? 1.4MB veri ve 1.4MB program? program geliştirme için ve kullanıcı veri blokları program belleğini tüketebilir mi yoksa tam tersi mi?

SIMATIC S7-400H'de, çalışma belleği (CPU'nun aktif program yürütmesi için kullandığı RAM), üretim sırasında sabit bir kod (program) bölümüne ve sabit bir veri bölümüne ayrılmıştır.Ve bu bölümler birbirini değiştirebilir değil.. Program kodu OB'ler, FC'ler, FB'ler, derlenmiş talimat dizileri kod belleğini tüketir; örnek DB'ler, paylaşılan DB'ler ve tarif depolaması da dahil olmak üzere veri blokları (DB'ler), veri belleğini tüketir.

Birçok karmaşık kontrol algoritmasına sahip ancak nispeten küçük veri kümelerine sahip bir program, 1.4MB veri tahsisinin sadece bir kısmını kullanırken, 1.4MB kod sınırına rahatlıkla uyar.

Tersine, nispeten basit bir kontrol mantığına sahip ancak büyük tarif tabloları, tarihçi tamponları veya kapsamlı alarm veri yapıları olan bir program 1.Kod belleğini büyük ölçüde boş bırakarak 4MB veri belleğiCPU 414H ile çalışan program geliştiricileri, geliştirme sırasında her iki bellek alanını bağımsız olarak izlemelidir.

Yük belleği (Flash/EPROM veya bellek kartı) programın kaydedilen kopyasını tutar; çalışma belleği aktif olarak yürütülen kopyayı tutar; yalnızca çalışma belleğinin bölünmesi yürütme zamanının boyutlandırılması için önemlidir.

S5: STEP 7 V5.x, CPU 414H için tek programlama ortamı mıdır, yoksa TIA Portal kullanılabilir mi?

Klasik SIMATIC S7-400H platformunun bir parçası olarak CPU 414H, geleneksel STEP 7 Klasik ortamı olan STEP 7 Professional V5.x kullanılarak programlanmıştır.

TIA Portal, programlama için S7-400H CPU ailesini desteklemez; TIA Portal'ın S7-400 desteği standart S7-400 CPU'ları (H olmayan) kapsar.ve TIA Portal'da desteklenen mevcut nesil yüksek kullanılabilirlik platformu S7-1500HTIA Portal'da 414H CPU'yu tasarlamak mümkün değil.

Eğer bir site diğer tüm PLC programlamaları için TIA Portal'da standartlaştırılmışsa, S7-400H programı yine de STEP 7 V5.5 veya STEP 7 Professional kullanılarak sürdürülmeli ve genişletilmelidir.Siemens, STEP 7 V5'i desteklemeye karar verdi.x S7-300 ve S7-400 sistemlerinin mevcut kurulu tabanı için; ana geliştirme odak noktası TIA Portal'a kaymış olmasına rağmen güncellemeler ve güvenlik yamaları kullanılabilir olmaya devam ediyor.