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

زیمنس 6ES7412-3HJ14-0AB0∙ SIMATIC S7-400H CPU 412-3H ∙ CPU اضافی با دسترسی بالا، حافظه 768KB، 1 MPI / DP + 2 رابط همگام سازی، S7-400H و S7-400F / FH

مرور کلی

درزیمنس 6ES7412-3HJ14-0AB0CPU 412-3H واحد پردازش مرکزی سیستم کنترل کننده دسترسی بالا SIMATIC S7-400H است. یک واحد واحد 6ES7412-3HJ14-0AB0 نمی تواند به تنهایی در نقش مورد نظر خود کار کند.

این نیاز به یک CPU یکسان دیگر دارد و این دو در یک جفت اضافی کار می کنند: هر دو CPU همزمان همان برنامه را اجرا می کنند، هر دو ورودی های مشابه را پردازش می کنند و خروجی های آنها به طور هم زمان مقایسه می شوند.

اگر یک پردازنده شکست بخورد، دیگری به طور یکپارچه به کار خود ادامه می دهد و بدون کوچکترین اختلال قابل مشاهده برای فرآیند کنترل شده ادامه می دهد.

این افزونه سخت افزاری ویژگی تعریف کننده S7-400H است و دلیل وجود آن به عنوان یک پلت فرم جداگانه از استاندارد S7-440 است. در اکثر اتوماسیون کارخانه،یک خطای PLC باعث می شود که یک ماشین متوقف شود، اما قابل بازیافت است.

در کارخانه های فرآیند مستمر، پالایشگاه ها، راکتورهای شیمیایی، تولید برق، تصفیه آب، خرابی کنترل کننده می تواند به معنای از دست دادن فرآیند، آلودگی محصول، آسیب به تجهیزات باشد.یا خطرات ایمنی.

هزینه ی یک توقف غیر برنامه ریزی شده می تواند به صدها هزار دلار در تولید از دست رفته برسد، و شروع مجدد پس از یک توقف غیر برنامه ریزی شده ممکن است ساعت ها طول بکشد.سیستم های کنترل این فرآیندها نمی توانند حتی وقفه های کوتاه کنترل کننده را تحمل کنند، به همین دلیل است که S7-400H از ابتدا برای کار مداوم در هر مشکل سخت افزاری طراحی شده است.

CPU 412-3H H-CPU سطح ورودی در محدوده S7-400H است که 768KB کل حافظه (512KB برنامه، 256KB داده) را با ارتباطات MPI / DP فراهم می کند.

برای برنامه های بزرگتر یا برنامه هایی که نیاز به ذخیره سازی اطلاعات بیشتری دارند،پردازنده های بزرگتر 414-3H (6ES7414-3HM14-0AB0) و CPU 417-4H (6ES7417-4HL14-0AB0) به تدریج حافظه بزرگتر و رابط های اضافی را ارائه می دهند.

مشخصات کلیدی

معماری همگام سازی چگونه دو پردازنده به یک سیستم تحمل خطا تبدیل می شوند

طراحی سه رابط از CPU 412-3H منعکس کننده خواسته های فنی افزایشی سخت افزاری است.

رابط MPI / DP واحد ارتباطات اتوماسیون عادی را مدیریت می کند اتصال CPU به دستگاه های زمینه PROFIBUS DP ، به ترمینال های برنامه نویسی ، به پانل های HMI و به سایر PLC ها در شبکه کارخانه.دو رابط همگام سازی برای ارتباطات بین پردازنده اختصاص داده شده است.

دو رابط ماژول همگام سازی در هر CPU 412-3H به ماژول های همگام سازی (IM 460-4، 6ES7460-4AA01-0AB0) متصل می شوند که پیوندهای فیزیکی داده بین دو قفسه CPU اضافی را تشکیل می دهند.دو پیوند هماهنگ کننده مستقل استفاده می شود نه یک چون کانال هماهنگ سازی باید اضافی باشد.

يه شکست تک کابل همگام در غير اين صورت کل تابع افزايش رو از کار مي بندازه

با دو مسیر همگام سازی مستقل، جفت پردازنده می توانند به طور مستقل از طریق هر یک از مسیرها همگام سازی کنند و نقص در یک مسیر همگام سازی بدون مجبور کردن به تغییر یک زنگ نگهداری ایجاد می کند.

ارتباطات همگام سازی تمام اطلاعات وضعیت مورد نیاز برای حفظ هر دو CPU را یکسان می کند: هر حالت خروجی، هر تایمر و مقدار شمارنده، هر بیت حافظه در هر اسکن برنامه به روز می شود.

این همگام سازی بدون ضربه چیزی است که امکان تغییر واقعی (نه راه اندازی مجدد) را در صورت شکست یک CPU فراهم می کند:پردازنده زنده در حال حاضر تمام داده های فعلی و ادامه اجرای از دقیقا جایی که شکست CPU متوقف شده است.

S7-400H و S7-400F/FH ️ اضافه کاری و ایمنی ترکیب شده

6ES7412-3HJ14-0AB0 با دو پیکربندی سیستم سازگار است:

S7-400H (در دسترس بودن بالا):پیکربندی استاندارد افزوده: دو CPU در حال کار موازی، شکست در مورد مشکل سخت افزاری، دستیابی هدف در محدوده 99.99٪ یا بهتر.

سیستم H در دسترس بودن (داشتن روند در حال اجرا) اما ایمنی عملکردی (ممنوعیت از حالت های خطرناک فرآیند) را مورد توجه قرار می دهد.

S7-400F/FH (دسترسی بالا در برابر شکست):ترکیبی از افزونه های سخت افزاری با ایمنی عملکردی گواهینامه IEC 61508 است.

سیستم F/FH ماژول های F و بلوک های برنامه ایمنی با گواهینامه ایمنی را اضافه می کند که عملکردهای ایمنی ابزار (SIF) مورد نیاز برای فرآیندهای منطقه خطرناک را اجرا می کنند.

هنگامی که هر دو در دسترس بودن (بدون خاموش شدن برنامه ریزی نشده) و ایمنی عملکردی (حمایت گواهینامه SIL 1/2/3) در یک کنترل کننده مورد نیاز است، S7-400F/FH هر دو را به طور همزمان خطاب می کند.این پیکربندی در نفت و گاز رایج استصنایع شیمیایی و هسته ای که در آن خطرات فرآیند نیاز به حفاظت از ایمنی گواهی شده در کنار کار مداوم دارند.

پیکربندی حافظه 512KB برنامه، 256KB داده

تقسیم حافظه 512 کیلو بایت برای برنامه و 256 کیلو بایت برای داده ها تعادل بار کار معمولی را در برنامه های کنترل فرآیند مداوم که S7-400H هدف قرار می دهد منعکس می کند.برنامه های اتوماسیون فرآیند معمولا بزرگتر از برنامه های اتوماسیون معادل هستند زیرا شامل:

پردازش گسترده سیگنال آنالوگ (اندازه بندی، فیلتر کردن، ارزیابی محدودیت هشدار برای ده ها یا صدها متغیر فرآیند) ، الگوریتم های کنترل پیچیده (حلقات PID، کنترل کننده های نسبت،کنترل فرآیند پیشرفته)ساختار داده های بزرگ برای ادغام تاریخچه فرآیند (بفرنگ تاریخچه اندازه گیری قبل از انتقال به SCADA)و روال های تشخیصی و مدیریت هشدار جامع که وضعیت کارخانه را به طور دقیق به اپراتورها گزارش می دهد..

حافظه برنامه 512KB این برنامه های پیچیده را در بر می گیرد. برای گیاهان بسیار بزرگ،اضافه کردن بلوک های تابع قابل بارگیری (FBs) که در کارت های حافظه ذخیره شده اند، اندازه برنامه موثر را فراتر از محدودیت حافظه داخلی گسترش می دهد.

سوالات عمومی

س1: آیا S7-400H به طور خودکار به CPU آماده زمانی که استاد شکست می خورد، و چگونه سریع تغییر است؟

بله، تغییر حالت به صورت خودکار انجام می شود و نیازی به مداخله اپراتور ندارد. هنگامی که CPU فعال (مستر) یک خطا را در خود تشخیص می دهد، به CPU آماده برای تغییر حالت سیگنال می دهد.CPU در حالت آماده سازی که همان برنامه را با همان داده ها در همگام اجرا می کند بدون وقفه اجرا را ادامه می دهد.

زمان تغییر در یک سیستم S7-400H که به درستی پیکربندی شده است در طول چرخه اسکن PLC است، به طور معمول در محدوده میلی ثانیه یک رقمی است.که برای دستگاه های ساحلی و ابزار پردازش قابل مشاهده نیست.

هیچ ارزشی از فرآیند از دست نمی رود، هیچ خروجی به دلیل تغییر خود تغییر نمی کند و نیازی به راه اندازی مجدد دستی نیست.

سوال 2: آیا S7-400H می تواند نگهداری شود

بله. معماری اضافی S7-400H از تعمیرات آنلاین پشتیبانی می کند و ماژول های شکست خورده را در یک قفسه CPU جایگزین می کند در حالی که دیگری در حال اجرا و کنترل فرآیند است.

این به این معنی است که تعمیرات سخت افزاری می تواند در طول تولید انجام شود، از جمله: تعویض یک CPU خراب (خود 6ES7412-3HJ14-0AB0) ، تعویض منابع برق، تعویض ماژول های I / O،و به روز رسانی نرم افزار همه بدون متوقف کردن روند.

پس از تعمیر و نگهداری، قفسه ی تعمیر شده به صورت خودکار با قفسه ی در حال حرکت دوباره هماهنگ می شود.

این قابلیت نگهداری آنلاین، مزیت عملیاتی اصلی سیستم H نسبت به ارائه یک حالت آماده گرم است.

س3: آیا CPU 412-3H به طور مستقیم با ماژول های I/O استاندارد S7-400 و ماژول های ارتباطی سازگار است؟

بله. سقف های CPU S7-400H ماژول های سیگنال استاندارد S7-400 (SMs) ، پردازنده های ارتباطی (CPs) و ماژول های عملکرد (FMs) را تحت محدودیت حالت افزوده می پذیرند.

در حالت کار H، ماژول های نصب شده در هر دو قفسه باید یکسان باشند و برخی از انواع ماژول ها (به ویژه FM ها با توابع اتوبوس ارتباطی) نیاز به نسخه های خاص سازگار با H دارند.

ماژول های I / O استاندارد S7-400 (SM421 ، SM422 ، SM431 ، SM432 سری) سازگار هستند و معمولاً استفاده می شوند. لیست کامل سازگاری در کتابچه راهنمای سیستم S7-400H مستند است.

سوال 4: چگونه S7-400H برنامه ریزی شده است؟ آیا نرم افزار ویژه ای بعد از مرحله 7 مورد نیاز است؟

S7-400H از STEP 7 به عنوان محیط برنامه نویسی خود استفاده می کند ، با اضافه کردن کتابخانه S7-REDCONNECT.

نرم افزار REDCONNECT بلوک های عملکردی و ابزارهای پیکربندی را برای راه اندازی پیوندهای ارتباطی اضافی (پیوندهای بین سیستم H و غلامان PROFIBUS / PROFINET ،سیستم های SCADA، و غیره) به گونه ای که هر دو پردازنده می توانند مسیر ارتباطات را همزمان مدیریت کنند، با شکست خودکار اتصال ارتباطات علاوه بر شکست CPU.

بدون REDCONNECT، سیستم H هنوز برنامه های کاربر استاندارد STEP 7 را اجرا می کند، اما ویژگی های پیکربندی ارتباطات اضافی در دسترس نخواهد بود.

سوال 5: CPU 412-3H متوقف شده است. مسیر مهاجرت توصیه شده توسط زیمنس چیست؟

سیمنز سیستم SIMATIC S7-1500H (به ویژه CPU 1513H-1 PN و CPU 1517H-3 PN) را به عنوان جایگزین نسل فعلی برای S7-400H توصیه می کند.

S7-1500H یک افزونه سخت افزاری معادل با پیشرفت های قابل توجهی در عملکرد (دوره های اسکن سریعتر، حافظه بیشتر) ، افزونه IO PROFINET بومی،ادغام با مهندسی پورتال TIA، و یک اثر فیزیکی قابل توجهی فشرده تر.

مهاجرت از S7-400H به S7-1500H یک پروژه سخت افزاری و نرم افزاری است ️ برنامه STEP 7 باید به پورتال TIA منتقل شود.و پیکربندی سخت افزاری برای پلت فرم جدید بازسازی شده است اما زیمنس ابزارها و خدمات مهاجرت را برای حمایت از انتقال فراهم می کند.