Đơn vị trung tâm 6ES7 414-4HJ04-0AB0 6ES7414-4HJ04-0AB0 6ES7414-4HJO4-0OABO

Siemens 6ES7414-4HJ04-0AB0∙ SIMATIC S7-400H CPU 414H ∙ Đơn vị xử lý trung tâm dư thừa, bộ nhớ 1,4MB, 4 giao diện (1 MPI / DP + 1 DP + 2 Sync), 4.5W, 219×50×290mm, 1,07kg

Tổng quan

CácSiemens 6ES7414-4HJ04-0AB0là CPU 414H, một trong những đơn vị xử lý trung tâm trong gia đình bộ điều khiển có sẵn cao SIMATIC S7-400H. Giống như tất cả các CPU dòng H, CPU 414H được thiết kế để triển khai theo cặp:hai CPU giống nhau được lắp đặt trong hai giá đỡ riêng biệt, được kết nối thông qua cáp đồng bộ hóa sợi quang thông qua giao diện đồng bộ của chúng và chạy cùng một chương trình đồng thời trong cấu hình dự phòng nóng dư thừa.

Khi một CPU thất bại, đối tác tiếp quản ngay lập tức trong vòng một chu kỳ quét duy nhất mà không bị gián đoạn quá trình được kiểm soát.

Máy 6ES7414-4HJ04-0AB0 nằm ở điểm nhập của phạm vi bộ nhớ 414H, cung cấp tổng bộ nhớ 1,4MB chia bằng nhau giữa chương trình và dữ liệu.

So với người kế nhiệm của nó trong cùng một gia đình (6ES7414-4HM14-0AB0, tăng gấp đôi bộ nhớ lên 2,8MB),biến thể 4HJ04 phù hợp với các chương trình điều khiển quy trình phức tạp vừa phải ¢ những chương trình có quản lý vòng lặp PID và xử lý báo động đáng kể, nhưng không yêu cầu các chương trình và cấu trúc dữ liệu rất lớn của các ứng dụng tự động hóa quy trình liên tục lớn nhất.

Mất năng lượng 4,5W và trọng lượng 1,07kg phản ánh một chiếc xe nhỏ gọn,Mô-đun được thiết kế hiệu quả những con số này rất quan trọng trong các thiết bị S7-400 đa giá đỡ, nơi nhiều mô-đun chia sẻ một tủ chung và quản lý nhiệt là một cân nhắc kỹ thuật thực sự.

Ở 4,5W, sự đóng góp nhiệt của CPU 414H khiêm tốn ngay cả trong một rack được nạp đầy.

Các thông số kỹ thuật chính

414H trong phạm vi CPU S7-400H

Nền tảng S7-400H cung cấp nhiều biến thể H-CPU, mỗi biến thể tăng dung lượng bộ nhớ để phù hợp với quy mô của chương trình tự động hóa.CPU 412H (6ES7412-3HJ14-0AB0) bắt đầu với tổng cộng 768KB thích hợp cho các đơn vị quy trình nhỏ hơn.

CPU 414H với dung lượng 1.4MB (phần này) xử lý các chương trình có kích thước và độ phức tạp vừa phải.các biến thể CPU 417H đạt đến 20MB cho các chương trình tự động hóa toàn nhà máy phức tạp nhất.

Sự chia nhỏ bộ nhớ 1,4MB của dữ liệu 4HJ04 700KB và chương trình 700KB phản ánh triết lý thiết kế cân bằng.Các chương trình điều khiển quy trình có xu hướng tạo ra các cấu trúc dữ liệu lớn hơn các chương trình điều khiển máy tương đương, do việc sử dụng rộng rãi các đối tượng dữ liệu quy trình (PDO), bảng báo động và bộ đệm lịch sử.

Sự phân chia bằng nhau 700KB/700KB thừa nhận điều này, cung cấp bộ nhớ dữ liệu đáng kể cùng với bộ nhớ chương trình.

Đối với phạm vi ứng dụng, mục tiêu của 414H là kiểm soát một đơn vị quy trình như cột chưng cất, phần lò phản ứng,hoặc một giai đoạn xử lý nước 700KB bộ nhớ chương trình chứa vài trăm vòng kiểm soát, logic báo động liên quan và xử lý giao tiếp với lớp SCADA.

Giao diện DP PROFIBUS kép

Hai giao diện DP PROFIBUS trên CPU 414H cho phép quản lý độc lập các mạng thiết bị thực địa riêng biệt:

Giao diện kết hợp MPI/DP:Có thể cấu hình dưới dạng MPI (đối với kết nối đầu cuối lập trình và kết nối HMI) hoặc PROFIBUS DP master. Khi được cấu hình dưới dạng DP master, giao diện này quản lý một nhóm các thiết bị trường PROFIBUSmột mạng PROFIBUS dành riêng cho ổ đĩa, máy bơm chuyển động và máy khởi động động cơ.

Giao diện DP chuyên dụng:Luôn hoạt động với tư cách là chủ nhân DP PROFIBUS.

Giao diện này quản lý một mạng PROFIBUS thứ hai, độc lập, ví dụ, một mạng dành riêng cho thiết bị (điện truyền áp suất, dòng chảy, nhiệt độ) tách biệt với mạng ổ đĩa.

Phân tách các ổ đĩa và thiết bị thành các phân đoạn PROFIBUS độc lập là một thực tiễn thiết kế phổ biến trong tự động hóa quy trình.

Các mô-đun ổ đĩa tạo ra lưu lượng bus đáng kể (cải tiến dữ liệu tốc độ và mô-men xoắn liên tục) và có thể tiêu thụ băng thông PROFIBUS làm chậm tốc độ cập nhật cho thiết bị.

Các phân đoạn riêng biệt, mỗi phân đoạn trên giao diện chính DP riêng của nó, cô lập các hồ sơ lưu lượng truy cập này và đảm bảo cả hai loại mạng đạt được tốc độ cập nhật cần thiết một cách độc lập.

Đồng bộ hóa và dự phòng nóng

Hai giao diện mô-đun đồng bộ chấp nhận các submodule đồng bộ IF 960 có thể cắm bằng sợi quang.tạo thành hai độc lập, các liên kết đồng bộ hóa bị cô lập bằng galvanic giữa hai giá đỡ CPU.

Cả hai bộ đệm CPU đều chạy cùng một chương trình đồng thời, đồng bộ hóa dữ liệu của chúng ở mỗi chu kỳ quét thông qua các liên kết đồng bộ.

Nếu CPU hoạt động phát hiện lỗi phần cứng, nó báo hiệu cho CPU chờ để tiếp quản ngay lập tức ¢ CPU chờ có tất cả dữ liệu hiện tại và tiếp tục thực hiện mà không cần khởi động lại.

Từ quan điểm của các thiết bị thực địa, các chu kỳ PROFIBUS tiếp tục không bị gián đoạn.

Hai liên kết đồng bộ là bắt buộc: nếu một liên kết đồng bộ thất bại, the system continues operating but with degraded redundancy — one link maintains synchronisation while the fault alarm prompts maintenance to restore the second link before any process-critical event occurs.

Câu hỏi thường gặp

Q1: CPU 414H so sánh với 412H như thế nào, và tôi chọn giữa chúng như thế nào?

CPU 412H có tổng bộ nhớ 768KB với một giao diện MPI / DP và hai giao diện đồng bộ không có cổng DP thứ hai chuyên dụng.4MB bộ nhớ và thêm một giao diện chính chuyên dụng PROFIBUS DP thứ hai.

Chọn 412H khi chương trình điều khiển quy trình nhỏ gọn và một mạng PROFIBUS duy nhất là đủ.

Chọn 414H khi chương trình cần nhiều hơn ~ 640KB (bỏ ra một khoảng trống) hoặc khi hai mạng PROFIBUS DP độc lập được yêu cầu cho số lượng thiết bị trường lớn.

Q2: CPU 414H có thể hoạt động trong chế độ tiêu chuẩn S7-400 (không H) nếu chỉ có một đơn vị được cài đặt không?

Khi chỉ có một CPU 414H được cài đặt, hoặc khi liên kết đồng bộ giữa hai CPU không có,CPU hoạt động trong chế độ "làm việc duy nhất" nó chạy chương trình người dùng và điều khiển các mạng PROFIBUS bình thường, mà không có chức năng dư thừa.

CPU tạo ra một báo động chẩn đoán cho thấy rằng sự dư thừa đầy đủ không có sẵn.

Tất cả các chức năng điều khiển quy trình hoạt động bình thường; chỉ có bảo vệ chuyển đổi tự động bị mất cho đến khi CPU thứ hai và liên kết đồng bộ được khôi phục.

Q3: STEP 7 là môi trường lập trình duy nhất và Portal TIA có được hỗ trợ không?

CPU 414H được lập trình với Siemens STEP 7 Professional V5.4 SP4 hoặc phiên bản mới hơn - môi trường STEP 7 cổ điển.

Cổng thông tin TIA không hỗ trợ CPU S7-400H cho lập trình. Các dự án STEP 7 hiện có cho các hệ thống S7-400H phải ở lại môi trường STEP 7 để phát triển và bảo trì.

Đối với các dự án PLC khả dụng cao mới, Siemens cung cấp S7-1500H như nền tảng thay thế tương thích với TIA Portal thế hệ hiện tại.

Q4: Thay thế 6ES7414-4HJ04-0AB0 trong một hệ thống H đang hoạt động cần quy trình nào?

S7-400H hỗ trợ thay thế CPU trực tuyến trong khi CPU đối tác tiếp tục hoạt động.

Quy trình thay thế: tắt điện rack chứa CPU bị hỏng, thay thế vật lý CPU module,khôi phục năng lượng cho rack thay thế CPU đồng bộ hóa với CPU đối tác vẫn đang chạy thông qua các liên kết đồng bộ hóa và tự động nhập lại trạng thái chờ nóng.

Không yêu cầu tải xuống chương trình (chương trình nằm trong bộ nhớ của CPU đang chạy và được sao chép vào thiết bị thay thế trong quá trình đồng bộ hóa lại).

Để đảm bảo tính tương thích, nên khớp phiên bản phần mềm của CPU thay thế với đối tác chạy.

Q5: Đường di chuyển từ CPU 414H đến nền tảng Siemens hiện tại là gì?

Siemens khuyến cáo SIMATIC S7-1500H là nền tảng kế thừa.1517H-3 PN) cung cấp độ dư thừa có sẵn cao tương đương hoặc vượt trội với các mạng thiết bị thực địa dựa trên PROFINET, TIA Portal kỹ thuật, và bộ nhớ lớn hơn đáng kể.

Di chuyển liên quan đến thiết kế lại phần cứng (các mô-đun S7-1500 không tương thích với các giá đỡ S7-400),Chuyển đổi chương trình từ Bước 7 sang Cổng thông tin TIA (không cần chuyển đổi mã tự động), và chuyển đổi mạng từ PROFIBUS sang PROFINET IO cho các thiết bị thực địa.

Đây là một dự án vốn, thường được thực hiện trong thời gian đóng cửa nhà máy theo kế hoạch, và Siemens cung cấp các công cụ di chuyển và dịch vụ kỹ thuật để hỗ trợ quá trình chuyển đổi.