TIA na dosah v řídicích systémech Simatic SIMATIC S7 400H H CPU s FW V6.0 pro aplikace vyžadující zvýšenou odolnost a nebo bezpečnost Jan Kváč Siemensova 1 155 00 Praha 13 jan.kvac@siemens.com tel: 2 3303 2462
Simatic S7 400H (F) Oblasti využití Cíle: zabránit odstávkám způsobeným chybou procesoru nebo I/O, příklad. výrobní systémy, dodávky energie a dodávky vody, ale také osvětlení ranveje, atd. zabránit nákladům na restart po poruše a ztrátě dat, příklad transport zavazadel, sklad zásilek atd. zajistit bezdozorový a bezúdržbový provoz, příklad čističky odpadních vod, tunely, a technologie budov ochránit osoby, technologii, výrobní materiál/surovinu a životní prostředí v případě poruchy např. chemické provozy 2
Simatic S7 400H (F) Princip a konfigurace 10m až 10km Synchronizované události: aktualizace procesního obrazu přímý přístup na I/O přerušení, alarmy aktualizace časovačů výměna dat přes komunikační funkce CPU 1 CPU 2 Automatické beznárazové přepnutí na standby bez ztráty dat bez ztráty alarmu/události neprogramuje se, o přepnutí se stará systém sám výpadek slave není důvod pro přepnutí z master na standby 3 Pracují na principu horké zálohy rychlost přepnutí v případě poruchy pod 100ms Synchronizace pouze po určitých událostech => menší vytížení CPU režií Z hlediska programování uživatel vytváří program, jako by to bylo standardní neredundantní CPU
Nová H-CPU aplikace s nároky na odolnost proti poruše a bezpečnost Všechny CPU mají celkem 5 rozhranní 412-5H 414-5H 416-5H 417-5H Všechny mají integrované rozhranní PROFINET (a integrovaný 2 portový switch) Nové CPU 416-5H uzavírá výkonnostní mezeru mezi CPU 414H a CPU417H CPU 412-5H má navíc další DP rozhranní a možnost použít sychr. moduly pro oddělení CPU až na vzdálenost 10km PDM Routing přes integrované PROFIBUS rozhranní Uživatelsky programovatelné přepnutí z Mater na Backup CPU Navýšení výkonu a zdrojů o faktor 2x Výhody pro zákazníka: Snížení pořizovacích nákladů integrované PROFINET rozhranní použitelné i pro TCP/IP komunikaci (není třeba CP) možnost použít nižší CPU díky zvýšenému výkonu 4
Technická data Porovnání s předchozí verzí CPU 100 IO 800 IO (V4.5 400 IO) 3200 IO 5000 IO (V4.5 4000 IO) CPU 412-5H CPU 414-5H CPU 416-5H CPU 417-5H Paměť 1MB 4MB 16MB 32MB Program 512 kb (512 kb) 2 MB (1,4 MB) 6 MB (-) 16 MB (15 MB) Data 512 kb (256 kb) 2 MB (1,4 MB) 10 MB (-) 16 MB (15 MB) Časy zpracování Bitové operace Word operace Aritmetika s pevnou čárkou Aritmetika s plovoucí čárkou Komunikace 31.25 ns (75 ns) 31.25 ns (75 ns) 31.25 ns (75 ns) 62.50 ns (225 ns) 18.75 ns (45 ns) 18.75 ns (45 ns) 18.75 ns (45 ns) 37.50 ns (135 ns) 12.5 ns (-) 12.5 ns (-) 12.5 ns (-) 25.0 ns (-) 7.5 ns (18 ns) 7.5 ns (18 ns) 7.5 ns (18 ns) 15.0 ns (54 ns) Počet S7 spojení 48 (16) 64 (32) 96 120 (64) Signalizační funkce S7 Počet OP se zpracováním AlarmS/AlarmD Rozhranní 1. rozhranní 2. rozhranní 3. rozhranní 4. rozhranní 5. rozhranní X1: MPI/DP interface X2: DP interface IF1: Sync module IF2: Sync module X5: Profinet 15 31 95 * v závorce jsou uvedeny parametry CPU s FW4.5 Objednací číslo 6ES7 412-5HK06-0AB0 6ES7 414-5HM06-0AB0 6ES7 416-5HS06-0AB0 6ES7 417-5HT06-0AB0 Synchronizační moduly pro FOC patch kabely do 10m pro instalaci kabelů do10km 5 Objednací čísla synch. modulů 6ES7960-1AA06-0XA0 6ES7960-1AB06-0XA0
Nová H-CPU Kompatibilita se staršími verzemi H CPU CPU s FW V6.0 jsou zpětně kompatibilní se staršími verzemi H CPU Projekt vytvořený pro starší typ H CPU poběží beze změn i v novém CPU FW 6.0 Není třeba měnit ani HW konfiguraci, pouze se fyzicky vymění starší CPU za nové Nelze mít v jednom rámu staré a nové CPU, v případě výměny je třeba vyměnit obě CPU Nelze upgradovat FW V4.5 na V6.0 Výhody pro zákazníka: Jistota dlouhodobé dostupnosti náhradních dílů díky zpětné kompatibilitě modulů 6
Nová H-CPU Integrovaný data record routing Simatic PDM Data record routingu přes integrované Profibus, Profinet rozhranní Nahrání a čtení parametrů z HART, Profibus DP a PA zařízení Není potřeba externí komunikační procesor pro Profibus DP ani ethernet Upload a download do přístroje HART 7 Výhody pro zákazníka: Snížení pořizovacích nákladů, není třeba externí komunikační procesor CP 443-5 Ext
Možné konfigurace IO H CPU a Profibus: Základní topologie Profibus: 41x H PN V6.0 CPU 1 CPU 2 Za normálních okolností: Vstupy čtou obě CPU zároveň, každý po své lince Profibus DP Výstupy zapisuje aktivní master Profibus DP 10m až 10km V případě problému na lince Profibus: Vstupy čtou CPU z dostupných slave a chybějící data si vymění přes synchronizační kabel V případě poruchy master CPU: master CPU přejde do STOP a standby CPU se přepne do módu master 8 2x IM153-2 Výhody pro zákazníka: Tolerance několika chyb zároveň, Profibus DP, IM 153-2, CPU Možnost redundantních IO H-CiR možnost rozšiřování za provozu bez stop
Možné konfigurace IO H CPU a Profinet: Základní topologie Profinet IO: 41x H PN V6.0 CPU 1 CPU 2 Profinet Možné konfigurace Linka, hvězda nebo kruh Přes intení rozhranní CPU PN IO Pouze jedno IM 153-4HF v ET 200M S jinými IM než IM153-4HF nelze kruh nakonfigurovat (ne ET 200S...) Open Ring výstupy jsou zmraženy na 100 ms max 64 slave 1x ET200M PN HF IM 153-4 HF Firmware verze 4.0 Do budoucna i u Profinetu: Rozšiřování za chodu H-CiR Redundantní IO u Profinet 9 Výhody pro zákazníka: Vyšší komunikační výkon Profinetu nezávislý na počtu připojených slave
Možné konfigurace IO H CPU a Profinet: Základní topologie Profinet IO: 41x H PN V6.0 CPU 1 CPU 2 Možné konfigurace Linka, hvězda nebo kruh Přes intení rozhranní CPU PN IO Close Ring výstupy jsou zmraženy na 200 ms max 50 slave Profinet Pouze jedno IM 153-4HF v ET 200M S jinými IM než IM153-4HF nelze kruh nakonfigurovat (ne ET 200S...) Do budoucna i u Profinetu: Rozšiřování za chodu H-CiR Redundantní IO u Profinet 10 Výhody pro zákazníka: Vyšší komunikační výkon Profinetu nezávislý na počtu připojených slave
Možnosti konfigurace systémové sběrnice : bez externích CP Red OS Server Red OS Server Red OS Server Vyžaduje 2x kartu CP1623 v každém serveru Linka Kruh zdvojená systémová sběrnice 11
Možnosti konfigurace systémové sběrnice: Další topologie 2 kruhy se 4 CP443-1 pro zvýšení dostupnosti systémové sběrnice Vyžaduje 2x kartu CP1623 v každém serveru Smíšené použití CP a interní rozhranní není možné Není možné 12
Možnosti konfigurace polní sběrnice: Interní PROFINET IO topologie Systémová sběrnice (ISO) přes CP443-1 (externí) Polní sběrnice (PROFINET) přes CPU V6 PN (interní) Pro redundantní připojení musí být každá PN-linka připojena na CPU z obou stran Linka, Kruh nebo Red. systémová sběrnice 13 Redundantní připojení je možné pouze přes interní rozhranní, ne přes CP Jednostranné připojení např. pro ET200S
Nové možnosti konfigurace sítě: Společná síť pro servery a periferie Systémová sběrnice (ISOonTCP) přes CPU V6 PN (interní) Fieldbus s (PROFINET) přes CPU V6 PN (interní) OS jako IO-Device mezi oněmi IO-Controller max. jedna automatizační stanice Cenově optimální varianta s jedním AS Alternativa s jedním AS 2 Ethernet moduly Nutné přidat další switche MRP Ring s CP1623/CP1628 není podporován! Propojení systémové sběrnice a polní sběrnice je možná pouze u malých provozů 15
Nové možnosti konfigurace sítě: Smíšená topologie DP- a PN IO H-CiR podporován pouze na PROFIBUS DP lince Profibus DP lze modifikovat v RUN Profinet IO konf. je fixní 16
Děkuji za pozornost Více informací na stránkách www.siemens.com/h-cpu informace o H CPU http://support.automation.siemens.com/ww/view/en/55738976 manuál H CPU http://support.automation.siemens.com/ww/view/en/1117849 17 Jan Kváč Siemensova 1 155 00 Praha 13 jan.kvac@siemens.com tel: 2 3303 2462