Simens PLC Programmable Logic Controller CPU Central Unit 6ES7414-4HM14-0AB0

Siemens 6ES7414-4HM14-0AB0 | SIMATIC S7-400H CPU 414H — 2,8MB / Dual PROFIBUS DP / Fibre-Optic Sync / 21 racków / S7-400F/FH

Gdzie znajduje się procesor 414H — i dlaczego 2,8 MB ma znaczenie

W rodzinie procesorów S7-400H, 414H zajmuje skuteczny środek. Podstawowy procesor 412H osiąga maksymalną pojemność 768 KB. Model 414H potraja tę pojemność do 2,8 MB — co wystarcza na setki pętli PID, duże struktury danych, tabele receptur i bufory historii powszechnie stosowane w ciągłej automatyzacji procesów. Drugi dedykowany interfejs PROFIBUS DP umożliwia niezależne segmenty magistrali dla napędów i oprzyrządowania, utrzymując różne typy urządzeń poza siecią.

Nad 414H znajdują się warianty CPU 417H z prędkością do 20MB. W przypadku większości zakładów przetwórczych — jednostki destylacyjnej, kompleksu reaktorów, dużej stacji uzdatniania wody — połączenie pamięci, podwójnego DP i możliwości rozbudowy do 21 stojaków modelu 414H stanowi praktyczny pułap, zanim koszty zaczną przekraczać wymagania.

Kluczowe dane techniczne

Dwa interfejsy synchronizacji — dlaczego oba nie podlegają negocjacjom

Dwa interfejsy synchronizacji procesora 414H to miejsce, w którym fizycznie znajduje się zdolność przełączania awaryjnego systemu H. Każdy z nich obsługuje wtykowy moduł podrzędny IF 960, który łączy się z pasującym podmodułem w partnerskim procesorze za pomocą kabla światłowodowego — izolowanego galwanicznie, odpornego na napięcie w trybie wspólnym i niezawodnego przy typowych odległościach między szafami w instalacji systemu H.

Dwie ścieżki synchronizacji nie zapewniają redundancji dla wygody. Są wymogiem strukturalnym. Awaria pojedynczego łącza synchronizacyjnego zredukowałaby system H z całkowicie nadmiarowego do faktycznie nienadmiarowego. W przypadku dwóch niezależnych ścieżek światłowodowych pojedyncza awaria synchronizacji generuje alert konserwacyjny bez pogarszania możliwości pary procesorów w trybie gotowości w trybie hot-stand. Obydwa procesory kontynuują wykonywanie tego samego programu w trybie krokowym, aż do przywrócenia uszkodzonego łącza.

S7-400F/FH — pełne bezpieczeństwo i pełna redundancja

CPU 414H jest certyfikowany dla konfiguracji S7-400F/FH – w których Siemens łączy architekturę sprzętową systemu H w trybie gotowości w trybie gotowości z bezpieczeństwem funkcjonalnym certyfikowanym przez IEC 61508. CPU wykonuje standardowy program wraz z programem bezpieczeństwa, który implementuje funkcje przyrządów bezpieczeństwa obiektu. PROFIsafe rozszerza certyfikowane bezpieczeństwo w sieci PROFIBUS DP na urządzenia peryferyjne F.

W przypadku platform wydobycia ropy i gazu, rafinerii i zakładów chemicznych, gdzie wymagania regulacyjne wymagają zarówno ciągłej dostępności, jak i certyfikowanej zgodności z SIL, konfiguracja F/FH nie jest opcjonalna — pozwala spełnić profil ryzyka instalacji.

Wycofane — zarządzanie zapasami zapasowymi

Procesor 414H został wycofany przez firmę Siemens z dniem 01.02.2017. Siemens zazwyczaj zapewnia dostępność części zamiennych przez dziesięć lat po zaprzestaniu produkcji; poza tym oknem na rynku nadwyżek przemysłowych krążą sprawdzone i objęte gwarancją jednostki.

Placówki obsługujące systemy S7-400H powinny posiadać dopasowaną parę — dwie jednostki 6ES7414-4HM14-0AB0 ze zharmonizowanym oprogramowaniem sprzętowym — jako minimalny zapas zapasowy. Obydwa stojaki systemu H wymagają identycznych procesorów. Niedopasowane wersje oprogramowania sprzętowego pomiędzy uszkodzonym oryginałem a awaryjną wymianą mogą skomplikować ponowne uruchomienie pod presją.

Często zadawane pytania

P1: Obydwa interfejsy PROFIBUS DP — czy mogą działać jednocześnie w oddzielnych sieciach?

Tak. Zarówno interfejs MPI/DP, jak i dedykowany interfejs DP działają jednocześnie jako niezależne urządzenia master PROFIBUS DP w oddzielnych sieciach. Każdy z nich ma własne przypisanie sieci STEP 7, parametry magistrali i listę urządzeń podrzędnych. CPU 414H odpytuje obie sieci w każdym cyklu skanowania. Oddzielenie oprzyrządowania i sprzętu napędowego na różne segmenty zmniejsza zakłócenia między sieciami i izoluje domeny usterek na potrzeby rozwiązywania problemów.

P2: Jaki jest czas przełączania awaryjnego w przypadku awarii aktywnego procesora?

Przełączenie awaryjne następuje w cyklu skanowania sterownika PLC — zwykle trwa to od kilku milisekund do kilkudziesięciu milisekund. Podczas synchronizacji w trybie gotowości oba procesory utrzymują identyczny program i stan danych na każdej granicy skanowania. Kiedy master ulegnie awarii, standby CPU deklaruje, że jest aktywny i natychmiast kontynuuje sterowanie wyjściem, bez sekwencji restartu. Urządzenia polowe i urządzenia podrzędne PROFIBUS nie widzą żadnych pominiętych cykli skanowania.

P3: Czy CPU 414H może działać samodzielnie, jeśli jedna jednostka zostanie wyjęta w celu konserwacji?

Tak – jako pojedyncza operacja (tryb awaryjny). Działający procesor normalnie kontynuuje kontrolę procesu i komunikację, ale jakakolwiek późniejsza awaria sprzętowa tego procesora spowoduje zamknięcie procesu bez partnera przełączania awaryjnego. Planowana praca w trybie awaryjnym przez krótkie okresy konserwacji jest przewidziana w projekcie systemu H. Długotrwała praca w tym stanie niesie ze sobą podwyższone ryzyko.

P4: Czy podział pamięci 1,4 MB pomiędzy dane i program jest stały?

Tak. Podział pamięci roboczej pomiędzy kodem (programem) a danymi jest ustalony fabrycznie i nie można go ponownie przydzielić. Pamięć kodu przechowuje OB, FC, FB i skompilowaną logikę; pamięć danych przechowuje bazy danych, bazy danych instancji, tabele receptur i dane alarmowe. Programiści powinni monitorować oba obszary niezależnie — program z dużymi strukturami receptur może zapełnić partycję danych, podczas gdy pamięć kodu pozostaje w dużej mierze pusta i odwrotnie.

P5: Czy TIA Portal może zaprogramować CPU 414H?

Nie. CPU 414H wymaga STEP 7 Professional V5.x (Classic). TIA Portal nie obsługuje programowania procesorów S7-400H. Obsługa S7-400 TIA Portal obejmuje tylko standardowe procesory (inne niż H); obecna platforma wysokiej dostępności TIA Portal to S7-1500H. Ośrodki, które dokonały standaryzacji w TIA Portal dla innych sterowników PLC, muszą posiadać instalację STEP 7 V5.x, aby programować i konserwować systemy S7-400H.