Simens PLC Controller di logica programmabile CPU Unità centrale 6ES7414-4HM14-0AB0

Siemens 6ES7414-4HM14-0AB0 | SIMATIC S7-400H CPU 414H — 2,8 MB / Doppio Profibus DP / Sincronizzazione in fibra ottica / 21 rack / S7-400F/FH

Dove si trova la CPU 414H e perché 2,8 MB sono importanti

Nella famiglia di CPU S7-400H, il 414H occupa la via di mezzo. La CPU entry-level 412H raggiunge i 768KB. Il 414H triplica questa capacità fino a 2,8 MB, sufficiente per centinaia di loop PID, strutture dati di grandi dimensioni, tabelle di ricette e buffer storici comuni nell'automazione dei processi continui. La sua seconda interfaccia dedicata Profibus DP consente segmenti di bus indipendenti per azionamenti e strumentazione, mantenendo tipi di dispositivi diversi lontani l'uno dall'altro dalla rete.

Sopra il 414H si trovano le varianti CPU 417H fino a 20MB. Per la maggior parte degli impianti di processo (un'unità di distillazione, un complesso di reattori, un grande impianto di trattamento dell'acqua) la combinazione di memoria, doppia DP e capacità di espansione di 21 rack del 414H rappresenta il limite pratico prima che i costi inizino a superare i requisiti.

Specifiche chiave

Due interfacce di sincronizzazione: perché entrambe non sono negoziabili

Le due interfacce di sincronizzazione della CPU 414H sono il luogo in cui risiede fisicamente la capacità di failover del sistema H. Ciascuno accetta un sottomodulo IF 960 collegabile che si collega al sottomodulo corrispondente nella CPU partner tramite cavo in fibra ottica: isolato galvanicamente, immune alla tensione di modo comune e affidabile sulle tipiche distanze tra rack in un'installazione di sistema H.

Due percorsi di sincronizzazione non sono ridondanti per comodità. Sono un requisito strutturale. Un singolo guasto del collegamento di sincronizzazione ridurrebbe il sistema H da completamente ridondante a effettivamente non ridondante. Con due percorsi in fibra indipendenti, un singolo errore di sincronizzazione genera un avviso di manutenzione senza compromettere la capacità di hot standby della coppia di CPU. Entrambe le CPU continuano a eseguire lo stesso programma in sincronia finché il collegamento danneggiato non viene ripristinato.

S7-400F/FH: piena sicurezza insieme alla piena ridondanza

La CPU 414H è certificata per le configurazioni S7-400F/FH, in cui Siemens combina l'architettura hardware hot-standby del sistema H con la sicurezza funzionale certificata IEC 61508. La CPU esegue un programma standard insieme a un programma di sicurezza che implementa le funzioni strumentate di sicurezza della struttura. PROFIsafe estende la sicurezza certificata attraverso la rete Profibus DP alle periferiche F.

Per le piattaforme petrolifere e del gas upstream, le raffinerie e gli impianti chimici, dove i requisiti normativi impongono sia la disponibilità continua che la conformità SIL certificata, la configurazione F/FH non è opzionale: rappresenta il modo in cui viene soddisfatto il profilo di rischio dell'installazione.

Fuori produzione: gestione delle scorte di ricambio

La CPU 414H è stata ritirata dalla Siemens a partire dal 01.02.2017. Siemens in genere garantisce la disponibilità dei pezzi di ricambio per dieci anni dopo la cessazione del servizio; oltre questa finestra, le unità testate e garantite circolano nel mercato del surplus industriale.

I siti che utilizzano sistemi S7-400H dovrebbero avere una coppia abbinata - due unità di 6ES7414-4HM14-0AB0 con firmware armonizzato - come scorta minima di riserva. Entrambi i rack di un sistema H richiedono CPU identiche. Versioni firmware non corrispondenti tra un originale guasto e una sostituzione di emergenza possono complicare il riavvio sotto pressione.

Domande frequenti

D1: Entrambe le interfacce Profibus DP: possono funzionare contemporaneamente su reti separate?

SÌ. Sia l'interfaccia MPI/DP che l'interfaccia DP dedicata funzionano contemporaneamente come master Profibus DP indipendenti su reti separate. Ciascuno ha la propria assegnazione di rete STEP 7, parametri di bus ed elenco di slave. La CPU 414H interroga entrambe le reti all'interno di ogni ciclo di scansione. La separazione della strumentazione e delle apparecchiature di azionamento su segmenti diversi riduce le interferenze tra reti e isola i domini di errore per la risoluzione dei problemi.

D2: Qual è il tempo di failover in caso di guasto della CPU attiva?

Il failover si verifica all'interno del ciclo di scansione del PLC, in genere da diversi millisecondi a poche decine di millisecondi. Durante la sincronizzazione hot-standby, entrambe le CPU mantengono lo stesso programma e lo stato dei dati ad ogni limite di scansione. In caso di guasto del master, la CPU di standby si dichiara attiva e continua immediatamente il controllo delle uscite, senza sequenza di riavvio. I dispositivi da campo e gli slave Profibus non rilevano cicli di scansione mancanti.

D3: La CPU 414H può funzionare da sola se un'unità viene rimossa per manutenzione?

Sì, come operazione singola (modalità degradata). La CPU in esecuzione continua normalmente il controllo del processo e la comunicazione, ma qualsiasi successivo errore hardware su quella CPU causerebbe l'arresto del processo senza partner di failover. Nella progettazione del sistema H è previsto il funzionamento pianificato in modalità degradata per brevi periodi di manutenzione. Il funzionamento prolungato in questo stato comporta rischi elevati.

Q4: La suddivisione della memoria da 1,4 MB tra dati e programma è stata corretta?

SÌ. La partizione della memoria di lavoro tra codice (programma) e dati è fissa in fase di produzione e non può essere riallocata. La memoria codici contiene OB, FC, FB e logica compilata; la memoria dati contiene DB, DB di istanza, tabelle di ricette e dati di allarme. Gli sviluppatori dovrebbero monitorare entrambe le aree in modo indipendente: un programma con strutture di ricette di grandi dimensioni può riempire la partizione dati mentre la memoria del codice rimane in gran parte vuota, o viceversa.

Q5: TIA Portal può programmare la CPU 414H?

No. La CPU 414H richiede STEP 7 Professional V5.x (Classic). TIA Portal non supporta la programmazione della CPU S7-400H. Il supporto S7-400 di TIA Portal copre solo CPU standard (non H); l'attuale piattaforma TIA Portal High Availability è S7-1500H. Le sedi che hanno standardizzato TIA Portal per altri PLC devono mantenere un'installazione STEP 7 V5.x per programmare e gestire i sistemi S7-400H.