Программируемые контроллеры Siemens SIMATIC S7-400 (PLC Siemens Simatic)

Simatic S7-400/S7-400H/S7-400F/FH

S7-400 является самым мощным ПЛК в семействе контроллеров SIMATIC. Он позволяет успешно решать автоматизированные решения с помощью системы Totally Integrated Automation (TIA). S7-400 - это платформа автоматизации для системных решений, которая фокусируется на технологическом процессе и характеризуется прежде всего ее модульными и эксплуатационными запасами

S7-400

Надежный PLC для диапазонов производительности от среднего до высокого
Решение даже самых сложных задач
С полным набором модулей и высокопроизводительных процессоров для оптимальной адаптации к задаче автоматизации
Гибкость в использовании благодаря простой реализации распределенных структур
Удобные соединения
Оптимальные коммуникационные и сетевые возможности
Удобная обработка и несложный дизайн без вентилятора
Легко добавлемые модули расширения при увеличении задач
Многопроцессорный: Одновременная работа нескольких процессоров в одном центральном контроллере S7-400. Многопроцессорность распределяет общую производительность S7-400. Например, сложные задачи в таких технологиях, как управление с открытым контуром, вычисление или связь, могут быть разделены и назначены различным процессорам. И каждому процессору может быть назначен собственный локальный ввод-вывод.
Модульность: Мощная шина объединительной платы S7-400 и интерфейсы связи, которые могут быть подключены непосредственно к ЦП, обеспечивают высокопроизводительную работу целого ряда линий связи. Это позволяет, например, выделить делить на одну линию связи для задач HMI и программирования, одну линию для высокопроизводительных и равноудаленных компонентов управления движением и одну «нормальную» шину ввода / вывода. Кроме того, также могут быть реализованы необходимые подключения к системам MES / ERP или Интернету.
Инжиниринг и диагностика: S7-400 сконфигурирован и запрограммирован чрезвычайно эффективно вместе с инструментами SIMATIC Engineering, особенно в случае обширных решений автоматизации с высоким техническим компонентом. Для этой цели доступны, например, языки высокого уровня, такие как SCL и графические средства разработки для последовательного управления, графики состояний и технологически ориентированные диаграммы.

S7-400H

Высокопроизводительная система автоматизации с системой резевирования
Для приложений с высокими требованиями к отказоустойчивости: Процессы с высокими затратами на перезагрузку, дорогостоящие простои, небольшой контроль и несколько вариантов обслуживания.
Резервированные центральные функции
Увеличивает доступность ввода / вывода: коммутируемая конфигурация ввода / вывода
Также возможно использование входов / выходов со стандартной доступностью: односторонняя конфигурация
Режим «горячего резерва»: автоматическое бесконтактное переключение на резервный блок в случае неисправности
Конфигурация с 2 отдельными или одной разделенной центральной стойкой
Подключение коммутируемого ввода-вывода через резервированный PROFIBUS-DP или системный резервный PROFINET I / O

S7-400F/FH

Безопасная система автоматизации для установок с повышенными требованиями безопасности
Соответствует требованиям безопасности к SIL 3 в соответствии с IEC 61508, AK6 в соответствии с DIN V 19250 и Cat. 4 в соответствии с EN 954-1
При необходимости также отказоустойчивость благодаря избыточному дизайну
Без дополнительной проводки связанных с безопасностью ввода / вывода
Обеспечение безопасности связи через PROFIBUS DP с профилем PROFIsafe
На основе S7-400H и распределенного ввода / вывода ET 200 с отказобезопасными модулями
Стандартные модули для приложений, не связанных с безопасностью, также могут использоваться в системе автоматизации
Модуль изоляции для совместного использования отказобезопасных и стандартных модулей в безопасном режиме в одном ET 200M

Область применения

S7-400

SIMATIC S7-400 - это PLC для систем среднего и высокого уровня производительности.

Модульная и без вентилятора конструкция, высокий уровень расширяемости, широкие возможности связи и сетей, простая реализация распределенных структур и удобная обработка делают SIMATIC S7-400 идеальным решением даже для самых сложных задач

Области применения SIMATIC S7-400:

Автомобильная промышленность, например. сборочные линии
Производство механического оборудования, включая производство специального механического оборудования
Складская техника
Металлообработка
Системы управления зданием
Выработка и распределение электроэнергии
Бумажная и полиграфическая промышленность
Деревообработка
Пищевая промышленность
Технологическое проектирование, например. воды и сточных вод
Химическая промышленность и нефтехимия
Инструментарий и контроль
Упаковочное оборудование
Фармацевтическая индустрия

Несколько высокопроизводительных ЦП и широкий спектр модулей с множеством удобных функций позволяют пользователям выполнять свои задачи автоматизации индивидуально.

В случае усложнения задачи контроллер может быть расширен в любое время без значительных затрат с помощью дополнительных модулей.

SIMATIC S7-400 оптимален для использованиия:

для промышленности благодаря высокой электромагнитной совместимости и высокой устойчивости к ударам и вибрации
Модули могут быть подключены и отключены при включенном питании.

S7-400H

Во многих областях технологии автоматизации требования постоянно возрастают в отношении доступности и, следовательно, отказоустойчивости систем автоматизации. Есть области, где остановка в заводе может привести к чрезвычайно высоким затратам. Здесь только избыточные системы могут отдать должное требованиям доступности.

Этим требованиям соответствуют отказоустойчивые SIMATIC S7-400H. Он продолжает работать даже в случае сбоя частей контроллера из-за одной или нескольких неисправностей. Доступность, достигаемая таким образом, делает SIMATIC S7-400H особенно подходящим для следующих областей применения:

Процессы с высокой стоимостью перезагрузки после отказа контроллера (как правило, в обрабатывающей промышленности).
Процессы с дорогостоящим временем простоя
Процессы, включающие ценные материалы, например. в фармацевтической промышленности.
Неконтролируемые приложения
Приложения с ограниченным обслуживающим персоналом

S7-400F/FH

SIMATIC S7-400F / FH с системой автоматической защиты используется на заводах с повышенными требованиями безопасности. Он контролирует процессы, при которых немедленное закрытие не представляет опасности для персонала или окружающей среды. S7-400F / FH имеет два базовых исполнения:

S7-400F: Отказоустойчивая система автоматизации. В случае сбоев в системе управления производственный процесс приводится в безопасное состояние и прерывается.
S7-400FH: Отказоустойчивость и высокая автоматизация. В случае неисправности в системе управления избыточные секции управления вмешиваются и продолжают контролировать производственный процесс.

Дополнительное использование стандартных модулей позволяет создать полностью интегрированную систему управления для установки, где сосуществуют задачи, не связанные с безопасностью, и связанные с безопасностью задачи. Общая установка сконфигурирована и запрограммирована с использованием тех же стандартных инструментов.

Дизайн

SIMATIC S7-400 доступен в нескольких версиях:

S7-400: ПЛК для задач среднего и высокого класса производительности с модульной конструкцией без вентилятора.
S7-400H: Отказоустойчивая система автоматизации с избыточным дизайном для отказоустойчивых приложений.
S7-400F / FH: Отказоустойчивая система автоматизации с избыточным дизайном, которая также может иметь высокую надежность благодаря дублирующим системам

S7-400

Система автоматизации S7-400 имеет модульную конструкцию. Набор модулей можно комбинировать индивидуально.

Система включает в себя:

Модуль питания (PS): для подключения SIMATIC S7-400 к напряжению питания 120/230 В переменного тока или 24 В постоянного тока.
процессоры: Различные процессоры со встроенными интерфейсами PROFIBUS DP доступны для разных диапазонов производительности. В зависимости от типа они также доступны со встроенным интерфейсом PROFINET. Интерфейс PROFIBUS позволяет подключать до 125 ведомых устройств PROFIBUS DP. К интерфейсу PROFINET можно подключить до 256 устройств PROFINET IO. Все процессоры SIMATIC S7-400 могут обрабатывать чрезвычайно большие конфигурации. Кроме того, несколько процессоров могут работать вместе в многокомпьютерах в одном центральном контроллере для повышения производительности. ЦП позволяют сократить время машинного цикла за счет их эффективной скорости обработки и детерминированного времени отклика.
Сигнальные модули (SM) для цифровых (DI / DO) и аналоговых (AI / AO) входов / выходов
Коммуникационные процессоры (CP), например. для подключения шины и соединений точка-точка
Функциональные модули (FM): для выполнения таких задач, как подсчет, позиционирование и управление кулачком.

В зависимости от требований могут также использоваться следующие модули:

Интерфейсные модули (IM): для подключения центральных контроллеров и модулей расширения. Центральный контроллер SIMATIC S7-400 может поддерживать до 21 блока расширения.
Модули SIMATIC S5: Все модули ввода / вывода SIMATIC S5-115U / -135U / -155U могут быть адресованы в соответствующие модули расширения SIMATIC S5. Кроме того, использование некоторых модулей IP и WF SIMATIC S5 возможно как в S5 EU, так и непосредственно в CC (с использованием корпуса адаптера).

Расшиерния

Если пользователям требуется более одного центрального контроллера для своих приложений, S7-400 можно расширить:

Максимум. 21 блок расширения: К центральному контроллеру (CC) можно подключить до 21 блока расширения (EU).
Подключение интерфейсных модулей (IM): СС и ЕС подключаются через IM -модули отправки и получения сообщений. IM-модули отправки подключаются к CC, а связанные с ними IM-модули получения сообщений подключаются к ЕС. До 6 модулй отправителей могут быть подключены к CC (из которых до 2 при передаче 5 В), и до 1 модуля приема IM можно подключить к ЕС. Каждый IM-модуль отправки сообщений имеет 2 интерфейса для подключения по одной линии. К каждому интерфейсу отправки IM можно подключить до 4 EU (без передачи 5 В) или 1 EU (с передачей 5 В).
Фиксированный слот для модулей питания: Модули питания всегда должны быть вставлены в крайнее левое положение в CC и EU.
Ограниченный обмен данными через шину C: Обмен данными через шину C только между ЦК и шестью ЕС (ЕС 1 - ЕС 6).
Центральное расширение: Рекомендуется для небольших установок или шкафов управления непосредственно на машине. Опционально также может поставляться мощность 5 В.
Максимальное расстояние между CC и последним ЕС линии: 1,5 м при передаче 5 В, 3 м без передачи 5 В.
Распределенное расширение с ЕС: Рекомендуется для стурктур, занимающих большую территорию, где несколько ЕС расположены в отдельных местах. До S7-400 EU или SIMATIC S5 EU могут использоваться.
Максимумальное расстояние между CC и последним EU линии: около 100 м с S7 EU, 600 м с S5 EU.
Примечание. Для распределенного подключения модулей расширения S5 к S7-400: IM 463-2 можно использовать в CC S7-400, а IM 314 используется в S5 EU. Следующие S5 EU могут быть подключены к S7-400:
- EG 183U
- EG 185U
- EG 186U
- ER 701-2
- ER 701-3
Распределенное расширение с ET 200: рекомендуется для систем(сетей), покрывающих чрезвычайно большие площади. Линия с 125 узлами шины может быть подключена через интерфейс PROFIBUS DP CPU. Максимальное расстояние между CC и последним узлом линии: 23 км (с волоконно-оптическим кабелем).

S7-400 communication

Для SIMATIC S7-400 разработаны следующие возможности связи:

Комбинированный многоточечный интерфейс и DP-мастер, встроенный во все процессоры: Для одновременного подключения PG / ПК, систем HMI, систем S7-200 и S7-300 и других систем S7-400.
Дополнительный интерфейс PROFIBUS DP, встроенный в несколько процессоров для экономичного подключения распределенных систем ввода / вывода, например. ET 200.
Интегральный интерфейс PROFINET на CPU PROFINET для подключения к распределенным системам ввода-вывода или связи с другими контроллерами и системами ПК.
Коммуникационные процессоры для подключения к шинным системам PROFIBUS и Industrial Ethernet.
Коммуникационные процессоры для мощных соединений «точка-точка».

Соединение с помощью PROFIBUS DP

Передача данных через многоточечный интерфейс (MPI)

Многоточечный интерфейс (MPI) - это интерфейс связи, встроенный в CPU SIMATIC S7-400. Он используется для:

Программирование и параметризация
HMI
Создание простых сетевых топологий с участием равных партнеров по коммуникации
Переменные параметры подключения: MPI позволяет одновременно подключать до 32 узлов:
- PGs / PCs
- Системы HMI
- S7-200 (как подчиненный)
- S7-300
- S7-400
- C7
Внутренняя коммуникационная шина (шина C): коммуникационные процессоры и функциональные модули с подключением к шине C могут быть рассмотрены через интерфейс MPI или DP CPU через шину C S7-400. Это обеспечивает прямой доступ от PG к модулям, подключенным к шине C. Шина C может быть передана до 6 модулей расширения через интерфейсные модули.
Данные о производительности MPI:
- До 32 узлов MPI
- Скорость передачи данных до 12 Мбит / с
Гибкие варианты монтажа: Проверенные на практике компоненты используются для установления связи MPI: кабеля шины, разъема шины и ретранслятора RS 485 (12 Мбит / с) PROFIBUS и "distributed I/O" диапазона. Они обеспечивают оптимальную адаптацию дизайна к требованиям. Например, до 9 повторителей можно переключаться последовательно, чтобы объединить большие расстояния между любыми двумя узлами MPI.
DP master: MPI S7-400 также может быть сконфигурирован как DP master. До 32 DP-устройств в режиме Slave. Затем можно подключить 12 Мбит/с. Функции программирования и HMI инферфейса поддерживаются

Передача данных через CP (p-t-p)

Соединения «point-to-point» могут быть реализованы через коммуникационные процессоры CP 441.

Различные варианты подключения, в том числе, например:
- PC
- SIMATIC S5 / S7
- Промышленные ПК
- PLC от других производителей
- Сканеры, считыватели штрих-кодов, системы идентификации
- Управление роботом
- Принтеры
Переменные интерфейсы: Сменные интерфейсные модули позволяют осуществлять передачу данных различными способами:
- 20 мА (TTY)
- RS 232C (V.24)
- RS 422/485

Передача данных через CP (PROFIBUS или Industrial Ethernet)

SIMATIC S7-400 может быть подключен к шинным системам PROFIBUS и Industrial Ethernet через коммуникационные процессоры CP 443-x, включая, например:

SIMATIC S7-200 (через PROFIBUS)
SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U / H, S5-135U, S5-155U / H
Устройства программирования
Персональные компьютеры
Интерфейсные системы SIMATIC HMI
Числовые контроллеры
Системы управление роботом
Промышленные ПК
Управление приводами
Устройства других производителей

S7-400H

SIMATIC S7-400H состоит из следующих компонентов:

2 центральных контроллера: Либо 2 отдельных центрального контроллера UR1 / UR2, либо 2 области на одном разделенном центральном контроллере (UR2-H).
2 модуля синхронизации на центральный контроллер для соединения обоих устройств по волоконно-оптическому кабелю.
1 CPU 412-5H, 1 CPU 414-5H, 1 CPU 416-5H или 1 CPU 417-5H на центральный контроллер.
Модули ввода / вывода S7-400 в центральных контроллерах.
UR1 / UR2 / ER1 / ER2 и / или ET 200M распределенных устройств ввода / вывода с модулями ввода / вывода.

Центральные функции являются избыточными в дизайне. Ввод-вывод можно настроить с нормальной доступностью и переключением.

Нормально доступный ввод-вывод (односторонняя конфигурация)

В односторонней конфигурации модули ввода / вывода имеют одноканальную конструкцию и адресуются только одним из двух центральных контроллеров. Односторонние модули ввода / вывода могут быть подключены к центральному контроллеру и / или к модулям расширения / распределенным устройствам ввода / вывода.

Информация, считываемая с одной стороны, всегда доступна для обоих центральных контроллеров, если устройство, обращающееся к вводу / выводу, работает правильно. В случае неисправности модули ввода / вывода поврежденного центрального контроллера не работают.

Односторонняя конфигурация используется для:

Для секций установки, которые не требуют повышенной доступности.
Для подключения избыточного ввода-вывода на основе пользовательской программы. Здесь необходимо симметрично установить систему.

Повышенная доступность (коммутируемая конфигурация)

В коммутируемой конфигурации модули ввода / вывода имеют одноканальный дизайн, но через резервированный PROFIBUS DP они взаимодействуют с двумя центральными контроллерами. Модули ввода / вывода, работающие в коммутационной конфигурации, могут быть подключены только к распределенному устройству ввода / вывода ET 200M

Подключение к центральным контроллерам осуществляется через PROFIBUS DP.

Резервированные модули ввода / вывода

Резервированные модули ввода / вывода конфигурируются избыточно попарно. Использование избыточного ввода-вывода обеспечивает максимальную доступность, поскольку таким образом допускается отказ CPU, PROFIBUS или сигнального модуля.

Возможны следующие конфигурации:

Резервированный ввод-вывод в односторонних DP-ведомых
Резервированный ввод-вывод в коммутируемых DP-ведомых устройствах

Одинаковые модули ввода / вывода

Взаимно избыточные модули должны быть одного типа и дизайна (например, как централизованные, так и распределенные). Слоты не предусмотрены. Однако рекомендуется использовать на разных станциях по соображениям доступности. Обратитесь в службу поддержки или руководство, чтобы узнать, какие модули можно использовать.

Избыточность FM и CP

Избыточные функциональные модули (FM) и коммуникационные процессоры (CP) могут использоваться в двух разных конфигурациях:

Коммутируемая избыточная конфигурация: FM / CP могут быть подключены в двух экземплярах для разделения ET 200M или одного переключаемого ET 200M.
Двухканальная избыточная конфигурация: FM / CP могут быть подключены к обеим субъединицам или к блокам расширения, подключенным к субъединицам (см. Одностороннюю конфигурацию).

Резервирование модулей может осуществляеться по-разному:

Программирование пользователем: В функциональных модулях и SIMATIC CP функция резервирования обычно может быть запрограммирована пользователем. Определяется активный модуль и abrcbhetncz возможная неисправность для инициирования переключения. Необходимая программа соответствует программе для одного процессора с избыточным FM / CP
Прямая поддержка операционной системы. В случае SIMATIC NET-CP 443-1 операционная система поддерживает резервирование напрямую. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Коммуникации» ниже.

S7-400F/FH

Безопасная система автоматизации S7-400F / FH может быть настроена по-разному в соответствии с требованиями:

Одноканальный односторонний I/O для S7-400FF

Завод нуждается в отказоустойчивом контроллере. Отказоустойчивость не требуется. Требуется следующее оборудование:

1 CPU 414-4H / 417-4H с лицензией F-Runtime.
1 линия PROFIBUS DP.
ET 200M с IM 153-2.
Отказоустойчивые сигнальные модули без резервирования.

В случае неисправности ввод-вывод больше не доступен. Модули аварийного сигнала пассивируются.

Одноканальный коммутируемый I/O для S7-400FH

Завод нуждается в отказоустойчивом контроллере. Отказоустойчивость требуется на стороне процессора. Требуется следующее обрудование:

2 CPU 414-4H / 417-4H с лицензией F-Runtime.
2 линии PROFIBUS DP.
1 ET 200M с 2 IM 153-2 (избыточное резервирование).
Отказоустойчивые сигнальные модули в режиме без резервирования.

Если CPU, IM 153-2 или PROFIBUS DP не работают, контроллер остается доступным. В случае сбоя отказобезопасных сигнальных модулей или ET 200M, I / O больше не доступен. Модули аварийного сигнала пассивируются.

Резервный, коммутируемый ввод-вывод для S7-400FH

Завод нуждается в отказоустойчивом контроллере. Отказоустойчивость требуется на стороне ЦП и стороне I/O. Требуется следующее:

2 CPU 414-4H / 417-4H с лицензией F-Runtime.
2 линии PROFIBUS DP.
2 ET 200M с 2 IM 153-2 (избыточным).
Отказоустойчивые сигнальные модули в избыточном дизайне.

В случае отказа CPU, IM 153-2 или PROFIBUS DP линии, отказобезопасных сигнальных модулей или ET 200M контроллер остается в наличии.

Стандартные модули также могут использоваться в системе автоматизации S7-400F / FH. Они не должны использоваться вместе с отказобезопасными модулями в одном ET 200M.

Связь

Обеспечивающая безопасность и стандартная связь между центральным контроллером и ET 200M осуществляется через PROFIBUS DP. Специально разработанный PROFIBUS-профиль PROFIsafe позволяет передавать пользовательские данные, связанные с функцией безопасности, в рамках стандартной телеграммы данных. Дополнительные аппаратные компоненты, такие как специальные шины безопасности, не требуются. Необходимое программное обеспечение либо интегрировано в аппаратные компоненты, либо расширяет операционную систему, либо загружается в ЦП позже в качестве сертифицированного программного блока.

Системы безопасности с изолирующим модулем

Использование модуля изоляции в ET 200M обеспечивает следующие преимущества:

Линии PROFIBUS DP могут быть установлены с медными шинами. Использование волоконно-оптических кабелей не требуется. Каждый IM 153-x может использоваться. Возможна смешанная работа отказобезопасных сигнальных модулей в безопасном режиме и стандартных модулей S7-300 в одном ET 200M. Модуль изоляции не требуется, если должен быть достигнут класс безопасности SIL 2.

Функции

S7-400

Множество функций поддерживает пользователей в программировании, вводе в эксплуатацию и обслуживании S7-400:

Высокоскоростное выполнение команд.
Удобное назначение параметров
HMI-интерфейс: Удобные службы OCM уже интегрированы в операционную систему S7-400.
Функции диагностики и самопроверки: Интеллектуальная диагностическая система ЦП постоянно проверяет функциональные возможности системы и регистрирует ошибки и конкретные системные события.
Защита паролем.
Селектор режимов.
Системные функции.

SIMATIC S7-400 соответствует национальным и международным стандартам:

Знак СЕ
Утверждение UL
Утверждение CSA или одобрение cULus
Одобрение FM
Утверждение ATEX
C-Tick, маркировка EMC для Австралии и Новой Зеландии
IEC 61131-2
Морские аттестации классификационных органов
- ABS (Американское бюро судоходства)
- BV (Бюро Веритас)
- DNV (Det Norske Veritas)
- GL (Germanischer Lloyd)
- LRS (Lloyds Register of shipping)
- Класс NK (Ниппон Кайджи Киокай)

Дизайн

Из-за модульной конструкции система S7-400 очень проста для построения . Одной из выдающихся особенностей S7-400 является его надежная работа без вентилятора, что обеспечивает возможность горячей замены сигнальных модулей.

Простой дизайн делает S7-400 гибким и удобным для обслуживания:

Простой монтаж модуля.
Объединительная плата встроена в монтажные стойки.
Простота замены модуля, без риска слияния одного модуля с другим
Проверенная технология подключения
TOP Connect: Предварительно собранная проводка с одножильными и трехжильными соединениями и винтовыми или подпружиненными клеммами.
Определенная глубина установки: Все соединения и разъемы встроены в модули и защитные крышки.
Минимальные правила слотов

Связь

ЦПУ и коммуникационные процессоры поддерживают следующие типы связи:

Настройка процесса коммуникации: для циклической адресации модулей ввода / вывода (обмен изображения процесса) через шину (AS-Interface, PROFIBUS DP или PROFINET). Насйтройка связи вызывается из уровней циклического выполнения
Передача данных: для обмена данными между системами автоматизации или между станциями HMI и несколькими системами автоматизации. Передача данных происходит циклически или вызывается из пользовательской программы через блоки на основе событий.

Передача данных

Циклический обмен пакетами данных между сетевыми ЦП с глобальной передачей данных (GD).
Управляемая событиями связь с партнерами через функции связи

Сеть может осуществляться посредством MPI, PROFIBUS или PROFINET.

Глобальные данные (GD)

С помощью службы «Глобальная передача данных» сетевые ЦП могут обмениваться данными друг с другом циклически через MPI (максимально 16 GD-пакетов, максимальный размер GD-пакетов - 64 байта за цикл). Это позволяет, например, одному ЦП получить доступ к памяти данных / бит памяти / образа процесса другого ЦП. Если S7-300 подключен к сети, обмен данными ограничивается максимум 22 байтами на пакет. Глобальная передача данных может осуществляться через MPI. Конфигурирование выполняется с использованием таблицы GD в STEP 7. В сегментированной монтажной стойке CR2 два процессора могут связываться через шину C с использованием GD.

Функции связи

Коммуникация с партнерами S7 / C7 могут быть установлена с помощью системных блоков.

Возможные варианты связи

S7 через MPI и PROFIBUS.
S7 через MPI, шину C, PROFIBUS и PROFINET / Industrial Ethernet.
Коммуникационные услуги с партнерами S5 и устройствами, не относящимися к Siemens, могут быть установлены с переустанавливаемыми блоками.

Возможные варианты связи

S5-совместимая связь через PROFIBUS и Industrial Ethernet.
Стандартная связь (не Siemens) через PROFIBUS и Industrial Ethernet (Open User Communication через PROFINET / Industrial Ethernet).

В отличие от глобальных данных (GD), для коммуникационных функций должны быть установлены коммуникационные соединения.

Интеграция в мир ИТ

S7-400 позволяет легко связать современный мир ИТ с технологией автоматизации. Следующие функции возможны с помощью плагина CP 443-1 Advanced:

Создание собственных веб-страниц с помощью любых инструментов HTML. Переменные процесса S7-400 просто назначаются объектам HTML.
Мониторинг S7-400 через эти веб-страницы с использованием стандартного браузера.
Отправка сообщений электронной почты из пользовательской программы S7-400 через вызовы FC.
Удаленное программирование возможно благодаря характеристике WAN для TCP / IP, даже через телефонную сеть, например. ISDN.

Процессоры S7-400-H с интерфейсом PROFINET имеют встроенные веб-серверы. Таким образом, информацию можно считывать со станции S7-400 с помощью стандартного веб-браузера:

Общая информация о процессоре
Содержимое буфера диагностики
Таблица переменных
Состояние тега
Статус модуля
Сообщения
Информация о IE
Диагностика соединений OUC
Топология узлов PROFINET
Отображение данных процесса и пользовательских данных через пользовательские веб-страницы

Механизмы безопасности обеспечиваются в механизмах веб-сервера с возможностью использования прав пользователей и поддержки протокола HTTPS.

Изохронный режим

Функция системы изохронного режима позволяет синхронную связь с циклом изохронного PROFIBUS и PROFINET для:

Обнаружение распределенного сигнала
Передача сигнала
Выполнение программы

Создается автоматизированное решение, которое фиксирует и обрабатывает входные сигналы и выводит выходные сигналы с постоянными интервалами (постоянное время цикла шины). Одновременно создается последовательный образ частичного процесса.

Благодаря постоянному времени цикла шины и синхронной обработке сигналов распределенного ввода-вывода S7-400 обеспечивает точно воспроизводимое и определенное время отклика процесса.

Широкий спектр компонентов, поддерживающих функцию системы изохронного режима, доступен для обработки сложных задач из областей управления движением, получения измеренных значений, высокоскоростного управления и т. Д.

В распределенных решениях автоматизации SIMATIC S7-400 также открывает важную область применения высокоскоростных операций обработки и обеспечивает достижение максимальной точности и воспроизводимости. Это означает увеличение производства с оптимальным и постоянным качеством.

Изменения конфигурации оборудования в RUN (Конфигурация в RUN, CiR)

С SIMATIC S7-400 изменения конфигурации оборудования могут быть выполнены без реакции(ошибок или отключнеия) во время работы установки. Варианты изменения конфинураци

Добавление распределенных узлов ввода / вывода (ведомые устройства PROFIBUS DP или PA)
Добавление и повторная параметризация модулей в системе ввода / вывода ET 200M.

CiR - Configuration in RUN уменьшает время ввода в эксплуатацию и повторное включение, позволяя расширять и конвертировать установки на этапе эксплуатации. Кроме того, эта функциональность системы позволяет гибко реагировать на изменения процесса (например, оптимизацию процесса), поскольку установка не требуется повторно инициализировать или синхронизировать из-за изменений конфигурации оборудования.

Диагностика и мониторинг процессов модулей

Многие модули ввода / вывода SIMATIC S7-400 обладают интеллектуальными способностями:

Мониторинг сбора сигналов (диагностика)
Мониторинг сигналов от процесса (аппаратное прерывание)

Диагностика

Интеллектуальная система диагностики может использоваться для определения того, работает ли обнаружение сигнала (в случае цифровых модулей) или аналоговая обработка (в случае аналоговых модулей) модуля без ошибок. При диагностическом анализе необходимо различать параметризуемые и непараметрируемые сообщения диагностики:

Параметрируемые сообщения диагностики: Сообщение диагностики отправляется только в том случае, если оно было включено с помощью соответствующей параметризации.
Непараметрируемое сообщение диагностики: Эти сообщения отправляются, как само собой разумеющееся, то есть независимо от параметризации.

Если диагностическое сообщение активно (например, «Нет питания датчика»), модуль запускает диагностическое прерывание (если диагностическое сообщение параметризуется, только после соответствующей параметризации). Процессор прерывает обработку пользовательской программы или классов с низким приоритетом и обрабатывает соответствующий блок прерываний диагностики (OB 82). Сигналы процесса могут контролироваться с помощью аппаратных прерываний, и ответы на изменения в сигналах могут быть инициированы.

Аппаратные прерывания

Сигналы процесса могут контролироваться, а реакции на изменение сигнала могут быть вызваны прерываниями

Модули цифрового ввода: В зависимости от параметризации модуль может инициировать аппаратное прерывание для каждой группы каналов, необязательно, по нарастающему фронту, спадающему фронту или по обоим краям изменения статуса сигнала. Процессор прерывает обработку пользовательской программы или классов с низким приоритетом и обрабатывает соответствующий блок прерываний процесса (например, OB40). Модуль сигнала может буферизовать одно прерывание на канал.
Модули аналогового ввода: Рабочий диапазон определяется параметризацией значения верхнего и нижнего предела. Модуль сравнивает оцифрованное измеренное значение с этими пределами. Если измеренное значение нарушает один из этих пределов, запускается аппаратное прерывание. Процессор прерывает обработку пользовательской программы или классов с низким приоритетом и обрабатывает соответствующий блок прерываний процесса (например, OB40). Если лимиты превышают / ниже перевыполнения / понижения, сравнение не производится.

S7-400H

Отказоустойчивая связь

SIMATIC предлагает следующие функции:

Увеличение доступности: В случае неисправности связь может быть продолжена через (до 4) избыточные соединения.
Простое управление: высокая доступность не очевидна для пользователя. Пользовательские программы для стандартного общения могут быть приняты без изменений. Функция резервирования определяется только на этапе параметризации.

Отказоустойчивая связь в настоящее время поддерживается S7-400H (резервированная и не избыточная конфигурация) и ПК. На ПК требуется пакет программ Redconnect (см. «Системы связи SIMATIC NET»).

В зависимости от требований к доступности могут использоваться различные параметры конфигурации:

Одиночная или избыточная шина.
Шина в линейной или кольцевой топологии.

Режимы работы

Операционная система CPU 417-5H / 416-5H / 414-5H / 412-5H выполняет все необходимые дополнительные функции S7-400H автономно:

Обмен данными
Отказоустойчивость (переход на резервное устройство)
Синхронизация обеих субъединиц
Самооценочный тест
Принцип избыточности

S7-400H работает в соответствии с принципом активной избыточности в режиме «горячего резерва» (без автоматического переключения в случае неисправности). Согласно этому принципу, обе субъединицы активны во время безотказной работы. В случае неисправности неповрежденное устройство принимает управление только процессом.

Чтобы гарантировать эту передачу без ошибок, необходим быстрый и надежный обмен данными через центральную связь контроллера.

В ходе отказоустойчивости устройства автоматически сохраняют:

одну и ту же пользовательскую программу
те же блоки данных
такое же содержимое образа процесса
Такие же внутренние данные, как таймеры, счетчики, бит памяти и т. Д.

Это означает, что оба устройства всегда полностью обновлены и могут продолжать управлять самостоятельно в случае неисправности.

Для избыточной работы I/O это приводит к следующему:

Во время безотказной работы оба модуля активны, то есть в случае избыточных входов, например, общий датчик (два датчика также возможны) считывается через два модуля, и результаты сравниваются и становятся доступными для пользователь как единое значение для дальнейшей обработки. В случае избыточных выходов значение, вычисленное программой пользователя, выводится обоими модулями.
В случае неисправности, например, если один из двух входных модулей выходит из строя, дефектный модуль больше не обрабатывается, неисправность сигнализируется, и обработка продолжается только с неповрежденным модулем. После ремонта, который может быть выполнен в режиме онлайн, оба модуля снова обращаются.

Синхронизация

Для переключения без реакции необходима синхронизация обеих субъединиц.

S7-400H рабюотает с "event-drive synchronization". Это включает в себя операцию синхронизации, когда события могут приводить к различным внутренним состояниям в субъединицах, например. в случае:

Прямой доступ к I / O
Прерывания, сигналы тревоги
Обновление времени пользователя
Модификация данных с помощью функций связи

Синхронизация происходит автоматически с помощью операционной системы и может игнорироваться на этапе программирования.

Самодиагностика

S7-400H выполняет обширные самотестирования:

Подключение центральных контроллеров
Центральные процессоры
Процессоры / СБИС
Память

Сообщается о каждой обнаруженной ошибке.

Самотестирование при запуске

При запуске каждая субъединица полностью выполняет все функции самотестирования.

Самотестирование при циклической работе

Полное самотестирование длится несколько циклов. Короткий отрезок самотестирования выполняется за такт, чтобы нагрузка на фактический контроллер была незначительной.

Конфигурирование, программирование

S7-400H запрограммирован как S7-400. Используются все доступные ему функции STEP 7. Для программирования S7-400H требуется STEP 7 V5.2.

Настройка модулей ввода / вывода

При настройке оборудования пользователи должны указать через HW Config, какие модули взаимно избыточны. Это требует только спецификации модулей, которые будут работать в избыточном режиме, и второго модуля, который должен быть «партнером по резервированию». В пользовательской программе должен быть доступ к модулю с самым низким адресом. Второй адрес остается скрытым от пользователя, а программирование секции управления с избыточным и нерезервированным вводом-выводом идентично. Единственное отличие от не избыточного ввода-вывода - это два FB (RED_IN и RED_OUT) из библиотеки блоков, которые должны вызываться в начале и в конце пользовательской программы.

В STEP 7 V5.3 или выше библиотека интегрируется как стандарт в STEP 7.

S7-400H

S7-400F / FH отвечает следующим требованиям безопасности:

Класс требований от АК 1 до АК 6 в соответствии с DIN V 19250 / DIN V VDE 0801
Класс безопасности SIL 1 - SIL 3 в соответствии с IEC 61508
Категория 1 - 4 в соответствии с EN 954-1

Режим работы

Функции безопасности S7-400F / FH содержатся в программе F CPU и в модулях аварийного сигнала.

Сигнальные модули контролируют выходные и входные сигналы посредством анализа несоответствия и инъекций тестового сигнала. ЦП проверяет правильность работы контроллера с помощью регулярных самотестирования, командных тестов и проверок выполнения логических и хронологических программ. Кроме того, ввод-вывод проверяется с помощью запросов о статусе жизни. Если в системе обнаружена неисправность, система будет переведена в безопасное состояние.

Лицензия F-Runtime

Лицензия F-Runtime должна быть загружена в CPU для управления S7-400F / FH. Для каждой S7-400F / FH требуется одна лицензия.

программирование

S7-400F / FH запрограммирован так же, как и другие системы SIMATIC S7. Пользовательская программа для отказобезопасных секций установки создается с помощью проверенных инструментов программирования, таких как STEP 7.

Дополнительный пакет S7 F Systems

Опциональный пакет «S7 F Systems» необходим для программирования разделов программ, связанных с безопасностью. Пакет содержит все функции и блоки, необходимые для создания программы F.

Для программы F с функциями безопасности специальные функциональные блоки из библиотеки F вызываются с CFC и связаны между собой. Использование CFC упрощает настройку и программирование установки и, благодаря равномерному представлению в масштабе завода, также принимает приемочные испытания. Программисты могут полностью сосредоточиться на приложениях, связанных с безопасностью, без использования дополнительных инструментов.

Программируемые контроллеры Siemens SIMATIC S7-400 (PLC Siemens Simatic)

S7-400

S7-400H

S7-400F/FH

S7-400

S7-400H

S7-400F/FH

S7-400

S7-400 communication

S7-400H

S7-400F/FH

S7-400

S7-400H

S7-400H

Информация для заказа PLC Siemens Simatic S7-400