SIMATIC S7-400H: Hochverfügbare Power-SPS

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SIMATIC S7-400H:
Hochverfügbare Power-SPS
Kurzbeschreibung Dezember 2000
Einführung
Durch den zunehmenden Automatisierungsgrad
von Industrieanlagen wird die
Verfügbarkeit der eingesetzten Systeme
immer wichtiger. Ausfälle oder Stillstandszeiten
durch Wartungsarbeiten
verursachen hohe Kosten. Hinzu kommt
der zunehmende Konkurrenz- und Produktivitätsdruck.
Mit hochverfügbaren
Automatisierungsgeräten wird das Risiko
für ungewollte Produktionsausfälle
drastisch reduziert. Die höheren Kosten
solcher Systeme sind vernachlässigbar
im Vergleich zum Einsparpotential.
Mit der S7-400H gibt es jetzt eine hochverfügbare
speicherprogrammierbare
Steuerung, deren redundante Struktur
für den Anwender verdeckt ist. Handhabung,
Programmierung und Projektierung
erfolgen wie bei Standard-
Systemen S7-400 ® .
Außerdem verfügt die SPS über sämtliche
Vorteile der herkömmlichen S7-400:
modularer Aufbau, Ausbaufähigkeit
und Robustheit, Kommunikationsmöglichkeiten
und Bedienerfreundlichkeit.
Typische Branchen für den Einsatz der
SIMATIC ® S7-400H sind z.B.:
Energieerzeugung und -verteilung
· Kraftwerke
· Pipelines und Fernwärme
Chemische Industrie
Bergbau
Umwelttechnik
· Wasseraufbereitung
· Müllverbrennung
Stahl- und Metallindustrie
Transport
· Tunnelbelüftung, -klimatisierung
· Schiffsautomatisierung
Flughafenautomatisierung
· Gepäcktransportsteuerung
· Rollfeldbefeuerung
Die S7-400H kommt überall dort zum
Einsatz, wo kein Stillstand erlaubt ist.
SIMATIC
Controller

Highlights
Die Highlights der S7-400H
Volle SIMATIC-Systemintegration
Die SIMATIC S7-400H ist als Mitglied
der bewährten SIMATIC S7-Familie Bestandteil
von Totally Integrated Automation.
Die S7-400H ist so konzipiert,
dass redundanz-relevante Funktionen
für den Anwender weitgehend verdeckt
sind. Das heißt im einzelnen:
· Programmierung der S7-400H wie
ein nicht-redundantes Standard-
System
· Einfache Portierung:
Ein Programm, das für nicht-redundante
Systeme geschrieben wurde,
lässt sich leicht auf redundante portieren
und umgekehrt.
· Komfortable Parametrierung der redundanz-spezifischen
Funktionen und
Konfigurationen mit einem
STEP 7 ® -Optionspaket
· Alle Standard-Programmiersprachen
für SIMATIC S7 ohne Einschränkungen
nutzbar
· Handling wie nicht-redundante Systeme:
Zum Beispiel kann die S7-400H wie
ein Standard-System on-line programmiert
werden. Alle Änderungen
können während des laufenden Prozesses
durchgeführt werden. Dabei
werden automatisch beide CPUs
aktualisiert.
· Einsatz von Standard-SIMATIC-S7-
Komponenten (mit einigen wenigen
Ausnahmen)
Vorteile
Die Vorteile sind klar: Im Gegensatz zur
Arbeit mit den üblichen redundanten
Systemen volle Konzentration auf die
eigentliche Aufgabe – das Automatisieren.
Redundanz-spezifische Funktionen
werden nicht berührt. Das heißt,
mit der S7-400H muss nicht berücksichtigt
werden, welche Daten wann
zum Reserve-Gerät zu senden sind,
welche Befehle erlaubt sind, welche
nicht, ...
Bild 1 zeigt die Arbeitsweise der S7-
400H. Sie arbeitet nach dem Prinzip
der aktiven Redundanz. Beide Teilgeräte
sind im ungestörten Betrieb aktiv.
Im Fehlerfall übernimmt das intakte
Gerät stoßfrei die Steuerung des Prozesses.
Prozesssteuerung
zentrale oder
dezentrale
Peripherie
hochoder
normal
verfügbar
S7-400H S7-400H
Synchronisation,
Informations- und
Statusaustausch
Redundanz-Features
· Stoßfreie Umschaltung
Im Fehlerfall übernimmt das intakte
Gerät die Bearbeitung an der unterbrochenen
Stelle garantiert ohne
Informationsverlust.
· Integrierte Fehlererkennungs- und
Lokalisierungsfunktionen
Mit den integrierten Selbstdiagnosefunktionen
erkennt und meldet das
System schon Fehler, bevor sie sich
auf den Prozess auswirken. Sie ermöglichen
den gezielten Austausch
der fehlerhaften Komponenten und
verkürzen so die Reparaturzeit.
· On-line-Reparatur im laufenden Betrieb
Alle Komponenten können bei laufendem
Betrieb ausgetauscht werden.
Beim Tausch einer CPU wird diese
automatisch mit allen aktuellen Programmen
und Daten nachgeladen.
· Konfigurationsänderung im laufenden
Betrieb, z. B. Hinzufügen oder Entfernen
von DP-Slaves oder Baugruppen,
Änderung der Speicherbestückung
der CPU.
Prozess
Bild 1 Redundanz-Prinzip: Gemischter Betrieb
ET 200M Prozesssteuerung
Prozesssteuerung
dezentrale Peripherie
erhöht verfügbar
zentrale oder
dezentrale
Peripherie
hochoder
normal
verfügbar
· Automatische Ereignissynchronisation
Das Betriebssystem sorgt dafür, dass
alle Befehle, deren Ausführung unterschiedliche
Zustände in beiden Systemen
hervorrufen würde, miteinander
synchron laufen. Damit entfällt auch
das Aktualisieren der Daten im Partnergerät.
· Hochverfügbare Kommunikation
Abhängig von der Netztopologie
werden redundante Verbindungen
angelegt, auf die im Störungsfall automatisch
umgeschaltet wird.
· Systemaufbau
Der Aufbau erfolgt entweder in 2 völlig
getrennten Standard-Baugruppenträgern
oder in einem speziellen
Baugruppenträger für besonders
kompakten Aufbau.
· Anschluss der Peripherie über redundante
PROFIBUS-DP ® -Stränge
· Kopplung der CPU über Sync-Module,
die direkt auf die CPU gesteckt
werden können
So geht kein Steckplatz auf dem
Baugruppenträger verloren und die
Kommunikation wird schneller. Die
Sync-Module können unter Spannung
ausgetauscht werden. Die
LWL-Verbindungsleitungen (Lichtwellenleitertechnik)
sind in verschiedenen
Längen lieferbar.
2 2

Konfigurationen
Konfigurationen
CPU
Die CPU 417H und 414H haben 4
Schnittstellen:
1 PROFIBUS-DP-Schnittstelle, die die
SIMATIC S7-400H als Master mit
PROFIBUS-DP verbindet
1 Schnittstelle, die entweder als
PROFIBUS-DP oder als MPI- (Multipoint
Interface) Schnittstelle verwendet werden
kann. Diese Schnittstelle ermöglicht:
· Programmieren und Parametrieren
· Bedienen und Beobachten
· Einfache Netzstrukturen aufbauen
2 Schnittstellen zum Aufnehmen der
Sync-Module
Zentralgeräte
Für die Zentralgeräte gibt es
2 Konfigurationsmöglichkeiten (Bild 2):
· Konfiguration über 2 Standard-Baugruppenträger
(UR1 und UR2)
Wenn die Teilgeräte aus Verfügbarkeitsgründen
völlig voneinander getrennt
sein müssen, ist dieser Aufbau
gut geeignet. In jedem Zentralgerät
steckt eine CPU und eine Stromversorgung
(PS). Wenn eine besonders hohe
Verfügbarkeit erforderlich ist, können
2 redundante PS eingesetzt werden.
· Konfiguration mit einem UR2-H
Dies ist ein neuer Baugruppenträger
mit geteiltem Rückwandbus mit jeweils
einer einfachen oder redundanten
PS. Das ermöglicht einen
besonders kompakten Aufbau.
Anschluss der Peripherie
Die Peripherie kann je nach den Anforderungen
an die Verfügbarkeit angeschlossen
werden (Bild 3). Dabei
stehen der einseitige Anschluss (normal
verfügbar) oder der geschaltete Anschluss
(erhöht verfügbar) zur Verfügung.
Diese Konfigurationen können
auch miteinander gemischt werden.
Kommunikation
Die hochverfügbare Kommunikation
(Bild 4) für bis zu 4 redundante Verbindungen
ist in der S7-400H bereits integriert.
Die Anbindung des PCs erfolgt
mit 2 CPs und dem Softwarepaket
S7-REDCONNECT. Im Fehlerfall kann
die hochverfügbare Kommunikation
automatisch und unsichtbar für den
Anwender weitergeführt werden.
Redundante PS
optional
Redundante PS
optional
Bild 2 Konfiguration der Zentralgeräte
Aufbau mit 2 Standard-Baugruppenträgern
ET 200 ET 200M
mit
IM 153-3
Aufbau mit geteiltem (segmentiertem)
Baugruppenträgern
(UR2-H)
S7-400H S7-400H
Bild 3 Einseitiger (links) oder geschalteter (rechts) Anschluß der Peripherie
1) auch PROFIBUS möglich PC mit 2 x CP 1613
und S7-REDCONNECT
1)
S7-400H S7-400H H-CPU im Single Mode
Bild 4 Hochverfügbare Kommunikation
3 3

Technische Daten
Merkmal CPU 417-4H CPU 414-4H
Arbeitsspeicher, integriert 4 MByte, erweiterbar auf 20 MByte 768 KByte (384 KByte Daten und
384 KByte Programm)
Ladespeicher
· integriert
· erweiterbar auf
Siemens AG
Bereich Automatisierungs- und Antriebstechnik
Geschäftsgebiet Industrie-Automatisierungssysteme
Postfach 4848, D-90327 Nürnberg
Bundesrepublik Deutschland
Siemens Aktiengesellschaft
256 KByte RAM
max. 64 MByte (Memory Card)
Echtzeituhr ja ja
Integrierte Kommunikationsfunktion · PG/OP-Kommunikation
· S7-Erweiterte Kommunikation
© Siemens AG 2000
Änderungen vorbehalten
Bestell-Nr. 6ZB5310-0GE01-0BA6
Gedruckt in der Bundesrepublik Deutschland
26100/101099 SB 12001.
256 KByte RAM
max. 64 MByte (Memory Card)
· PG/OP-Kommunikation
· S7-Erweiterte Kommunikation
Programmiersprachen Step 7, Engineering Tools Step 7, Engineering Tools
Operationsvorrat z. B. Speichern, Zählen, Laden, Transferieren, Vergleichen, Schieben, Rotieren, Komplement
bilden, Bausteine aufrufen, Festpunktarithmetik, Gleitpunktarithmetik, Sprungfunktionen,
Zeitoperationen, Umwandlungsoperationen, Trigonometrische Funktionen,
Wurzelfunktionen, Logarithmusfunktionen
Systemfunktionen (SFC) Alarme maskieren, Daten kopieren, Uhrenfunktionen, Diagnosefunktionen, Fehlerbehandlung,
Baugruppenparametrierung, Betriebsstundenzähler, Alarm- und Meldefunktionen
Bearbeitungszeiten für
· Bitoperationen
· Wortoperationen
Merker
· Remanenz (beliebig einstellbar)
0,1 μs
0,1 μs
16384
· von M 0.0 bis M 2047.7
0,1 μs
0,1 μs
Zähler/Zeiten 512/512 256/256
Gesamtadressraum E/A 16/16 KByte 8/8 KByte
8192
· von M 0.0 bis M 1023.7
Prozeßabbild E/A einstellbar bis 16 KByte/16 KByte einstellbar bis 8 KByte/8 KByte
Summe digitale E/A je 131.072 je 65.536
Summe analoge E/A je 8192 je 4096
Mehrpunktfähige Schnittstelle MPI
· Teilnehmerzahl
· Übertragungsgeschwindigkeit
max. 32; PG/PC, OP, S7-300, S7-400,
bis zu 64 Verbindungen pro CPU
187,5 kbit/s oder 12 Mbit/s
PROFIBUS-DP Schnittstelle
· Übertragungsgeschwindigkeit max. 12 Mbit/s max. 12 Mbit/s
Anzahl DP-Stränge pro CPU (integrierte
Schnittstellen oder CP)
Anzahl DP-Stationen pro Strang (integrierte
Schnittstellen oder CP)
2/10 2/10
125/125 96/96
Adressraum pro Station 244 Byte 244 Byte
Maße (B x T x H) in mm 50 x 290 x 210 50 x 290 x 210
MLFB-Rumpf 6ES7417-4H... 6ES7414-4H...
Im Internet finden
Sie Informationen
zu diesem Produkt
unter
http://www.ad.siemens.de/simatic
max. 32; PG/PC, OP, S7-300, S7-400,
bis zu 32 Verbindungen pro CPU
187,5 kbit/s oder 12 Mbit/s
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Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in
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