CENTRAL UNIT CPU 6ES7412-3HJ14-0AB0 6ES7 412-3HJ14-0AB0 6ES7412-3HJ14-OABO

Siemens 6ES7412-3HJ14-0AB0∙ SIMATIC S7-400H CPU 412-3H ∙ High-Availability Redundant CPU, 768KB Memory, 1 MPI/DP + 2 Sync Interfaces, S7-400H i S7-400F/FH

Przegląd

W sprawieSiemens 6ES7412-3HJ14-0AB0jest procesorem 412-3H centralną jednostką przetwarzania systemu sterowania wysokiej dostępności SIMATIC S7-400H. Jedynka jednostka 6ES7412-3HJ14-0AB0 nie może działać samodzielnie w swojej przeznaczonej roli.

Wymaga to drugiego identycznego procesora, a oba działają w redundantnej parze: oba procesory uruchamiają ten sam program jednocześnie, oba przetwarzają te same wejścia, a ich wyjścia są porównywane synchronicznie.

Jeśli jeden procesor ulegnie awarii, drugi przejmuje kontrolę, kontynuując proces bez najmniejszych zakłóceń widocznych dla kontrolowanego procesu.

Ta nadmiar sprzętu jest charakterystyczną cechą S7-400H i powodem, dla którego istnieje jako odrębna platforma od standardowego S7-400.usterka sterownika powoduje zatrzymanie maszyny, co jest niewygodne i kosztowne, ale można go odzyskać.

W instalacjach ciągłego przetwarzania: rafinerie, reaktory chemiczne, wytwarzanie energii, oczyszczanie wody awaria sterownika może oznaczać utratę procesu, zanieczyszczenie produktu, uszkodzenie urządzeń,lub zagrożenia dla bezpieczeństwa.

Koszt jednego nieplanowanego wyłączenia może wynieść setki tysięcy dolarów w utraconej produkcji, a ponowne uruchomienie po nieplanowanym wyłączeniu może zająć godziny.Systemy sterujące tymi procesami nie mogą tolerować nawet krótkich przerw sterowania, dlatego S7-400H jest zaprojektowany od podstaw do ciągłej pracy przez każdą awarię sprzętu.

CPU 412-3H jest podstawowym procesorem H-CPU w zakresie S7-400H, zapewniającym 768KB pamięci całkowitej (512KB programu, 256KB danych) z komunikacją MPI/DP.

W przypadku większych programów lub aplikacji wymagających większego przechowywania danychwiększy procesor 414-3H (6ES7414-3HM14-0AB0) i procesor 417-4H (6ES7417-4HL14-0AB0) oferują coraz większą pamięć i dodatkowe interfejsy.

Główne specyfikacje

Architektura synchronizacyjna Jak dwa procesory stają się jednym układem odpornym na usterki

Konstrukcja trzech interfejsów procesora 412-3H odzwierciedla wymagania techniczne redundancji sprzętu.

Jednolity interfejs MPI/DP obsługuje normalną komunikację automatyczną Dwa interfejsy synchronizacyjne są przeznaczone do komunikacji między procesorami.

Dwa interfejsy modułu synchronizacyjnego na każdym procesorze 412-3H łączą się z modułami synchronizacyjnymi (IM 460-4, 6ES7460-4AA01-0AB0) tworzącymi fizyczne połączenia danych między dwoma redundantnymi stojakami CPU.Dwa niezależne łącza synchronizacyjne są używane, ponieważ kanał synchronizacji musi być zbędny.

Jedna awaria kablu synchronizacyjnego wyłączyłaby całą funkcję redundancji.

Przy dwóch niezależnych ścieżkach synchronizacji para procesorów może niezależnie zsynchronizować się na obu ścieżkach, a usterka w jednej ścieżce synchronizacji generuje alarm konserwacyjny bez wymagania przełączania.

Komunikacja synchronizacyjna przenosi wszystkie informacje o stanie potrzebne do utrzymania identyczności obu procesorów: każdy stan wyjściowy, każdy zegar i wartość licznika, każdy bit pamięci aktualizowany przy każdym skanowaniu programu.

Ta bezproblemowa synchronizacja umożliwia prawdziwe przełączanie (nie ponowne uruchomienie) w przypadku awarii jednego procesora:przetrwający procesor ma już wszystkie bieżące dane i kontynuuje wykonywanie dokładnie tam, gdzie zakończył się nieudany procesor.

S7-400H i S7-400F/FH ️ Połączenie redundancji i bezpieczeństwa

6ES7412-3HJ14-0AB0 jest kompatybilny z dwiema konfiguracjami systemu:

S7-400H (wysoka dostępność):Standardowa konfiguracja redundantna ′′ dwa procesory działające równolegle, awaria w przypadku awarii sprzętu, docelowa dostępność w zakresie 99,99% lub lepsza.

System H dotyczy dostępności (trzymania procesu w ruchu), ale nie bezpieczeństwa funkcjonalnego (zapobiegania niebezpiecznym stanom procesu).

S7-400F/FH (niezawodność wysokiej dostępności):Łączy redundancję sprzętu z certyfikowanym IEC 61508 bezpieczeństwem funkcjonalnym.

System F/FH dodaje certyfikowane moduły F i bloky programów bezpieczeństwa, które wdrażają funkcje zabezpieczeń z wykorzystaniem przyrządów (SIF) wymagane w procesach w obszarach niebezpiecznych.

W przypadku gdy w tym samym sterowniku wymagana jest zarówno dostępność (brak nieplanowanych wyłączeń), jak i bezpieczeństwo funkcjonalne (chronienie certyfikowane SIL 1/2/3), S7-400F/FH odpowiada jednocześnie na oba.Ta konfiguracja jest powszechna w przemyśle ropy i gazu, przemysł chemiczny i jądrowy, w których zagrożenia związane z procesem wymagają certyfikowanej ochrony bezpieczeństwa wraz z ciągłym działaniem.

Konfiguracja pamięci 512KB Program, 256KB danych

Podział pamięci 512KB dla programu i 256KB dla danych odzwierciedla typowy bilans obciążeń roboczych w aplikacjach ciągłego sterowania procesami, na które skierowany jest S7-400H.Programy automatyzacji procesów mają tendencję do bycia większymi niż równoważne programy automatyzacji dyskretnej, ponieważ obejmują::

Rozległe przetwarzanie sygnału analogowego (skalowanie, filtrowanie, ocena granicy alarmu dla kilkudziesięciu lub setek zmiennych procesu), złożone algorytmy sterowania (kaskadowe pętle PID, sterowniki proporcji,zaawansowane sterowanie procesami), duże struktury danych do integracji historii procesów (buforowanie historii pomiarów przed przekazaniem do SCADA),oraz kompleksowe procedury diagnostyczne i zarządzania alarmem, które szczegółowo informują operatorów o stanie instalacji.

Pamięć programowa 512KB obsługuje te złożone programy.dodanie bloków funkcji ładowalnych (FB) przechowywanych na kartach pamięci rozszerza skuteczny rozmiar programu poza limit pamięci wbudowanej.

Częste pytania

P1: Czy S7-400H automatycznie przełącza się na procesor w stanie gotowości w przypadku awarii głównego, i jak szybko przechodzi się na to?

Tak, przełączanie jest automatyczne i nie wymaga interwencji operatora.CPU w stanie gotowości który uruchamia ten sam program z tymi samymi danymi w synchronizacji kontynuuje wykonywanie bez przerwy.

czas przełączania w prawidłowo skonfigurowanym systemie S7-400H jest w zakresie czasu cyklu skanowania PLC, zazwyczaj w przedziale jednocyfrowych milisekund,który jest niewidoczny dla urządzeń polowych i przyrządów procesowych.

Nie tracą się wartości procesu, nie zmienia się stan wyjściowy w wyniku samej przełączania i nie jest wymagane ręczne ponowne uruchomienie.

P2: Czy S7-400H można utrzymywać? Moduły wymienione lub oprogramowanie naprawcze zaktualizowane?

Tak, redundantna architektura S7-400H obsługuje obsługę w trybie online, zastępując uszkodzone moduły w jednym stojaku CPU, podczas gdy drugi pozostaje uruchomiony i kontroluje proces.

Oznacza to, że utrzymanie sprzętu może być wykonywane podczas produkcji, w tym: wymiana uszkodzonego procesora (sam 6ES7412-3HJ14-0AB0), wymiana zasilaczy, wymiana modułów I / O,i aktualizowanie oprogramowania all bez przerywania procesu.

Po przeprowadzeniu konserwacji naprawiony stojak jest ponownie automatycznie zsynchronizowany z stożkiem bieżącym.

Ta możliwość utrzymania w trybie online stanowi podstawową przewagę operacyjną systemu H w porównaniu z po prostu zapewnieniem gotowego gotowego stanu gotowości.

P3: Czy procesor 412-3H jest bezpośrednio kompatybilny ze standardowymi modułami I/O S7-400 i modułami komunikacyjnymi?

Tak, raczki procesorów S7-400H akceptują standardowe moduły sygnału S7-400 (SM), procesory komunikacyjne (CP) i moduły funkcjonalne (FM), z zastrzeżeniem ograniczeń w zakresie redundancji.

W trybie H moduły zainstalowane w obu stojakach powinny być identyczne, a niektóre typy modułów (zwłaszcza FM z funkcjami komunikacyjnymi) wymagają specyficznych wersji kompatybilnych z H.

Standardowe moduły I/O S7-400 (serie SM421, SM422, SM431, SM432) są kompatybilne i powszechnie stosowane.

P4: Jak jest zaprogramowany S7-400H? Czy specjalne oprogramowanie jest wymagane po STEP 7?

S7-400H wykorzystuje STEP 7 jako środowisko programowania, z dodaniem biblioteki S7-REDCONNECT.

Oprogramowanie REDCONNECT dostarcza bloków funkcjonalnych i narzędzi konfiguracyjnych do konfiguracji redundantnych połączeń komunikacyjnych (połączeń między systemem H a PROFIBUS/PROFINET slaves,Systemy SCADA, itp.) w taki sposób, że oba procesory mogą zarządzać ścieżką komunikacji jednocześnie, z automatycznym failoverem połączeń komunikacyjnych oprócz failoveru CPU.

Bez systemu REDCONNECT system H nadal będzie uruchamiał standardowe programy użytkownika STEP 7, ale nie będzie dostępnych redundantnych funkcji konfiguracji komunikacji.

P5: CPU 412-3H jest wycofany z produkcji.

Siemens zaleca system SIMATIC S7-1500H (w szczególności procesor 1513H-1 PN i CPU 1517H-3 PN) jako zastępstwo obecnej generacji S7-400H.

S7-1500H zapewnia równoważną nadmiar sprzętu z znaczącą poprawą wydajności (szybsze cykle skanowania, większa pamięć), natywny nadmiar PROFINET IO,integracja z inżynierią portalu TIA, i znacznie bardziej kompaktowy fizyczny odcisk.

Migracja z S7-400H na S7-1500H jest projektem sprzętowo-oprogramowym program STEP 7 musi zostać przeniesiony na portal TIA,W tym celu firma Siemens stworzyła nowy system obsługi sieci, który umożliwi użytkownikom wdrożenie nowych rozwiązań..