Zentrale Einheit 6ES7 414-4HJ04-0AB0 6ES7414-4HJ04-0AB0 6ES7414-4HJO4-0OABO

Siemens 6ES7414-4HJ04-0AB0 ∙ SIMATIC S7-400H CPU 414H ∙ Redundante Zentralverarbeitungseinheit, 1,4 MB Speicher, 4 Schnittstellen (1 MPI/DP + 1 DP + 2 Sync), 4.5W, 219×50×290mm, 1,07kg

Übersicht

DieSiemens 6ES7414-4HJ04-0AB0ist die CPU 414H, eine der zentralen Rechenanlagen in der SIMATIC S7-400H High-Availability-Controller-Familie.zwei identische CPUs in zwei separaten Racks installiert, die über ihre Synchronisierungs-Schnittstellen über Glasfasersynchronisationskabel verbunden sind und dasselbe Programm gleichzeitig in einer redundanten Konfiguration im Warmstandby ausführen.

Wenn eine CPU ausfällt, übernimmt die Partnerin sofort innerhalb eines einzigen Scanzyklus ohne Unterbrechung des kontrollierten Prozesses.

Der 6ES7414-4HJ04-0AB0 befindet sich am Eingangspunkt des 414H-Speicherbereichs und bietet 1,4 MB Gesamtspeicher, der gleichmäßig zwischen Programm und Daten aufgeteilt ist.

Im Vergleich zu seinem Nachfolger in der gleichen Familie (der 6ES7414-4HM14-0AB0, der den Speicher auf 2,8 MB verdoppelt),Die 4HJ04-Variante eignet sich gut für Prozesssteuerungsprogramme von mittlerer Komplexität diejenigen mit erheblichem PID-Schleifenmanagement und Alarmverarbeitung, ohne jedoch die sehr großen Programm- und Datenstrukturen der größten Anwendungen der kontinuierlichen Prozessautomation zu benötigen.

Der Leistungsverlust von 4,5 Watt und das Gewicht von 1,07 kg spiegeln einen kompakten,effizient gestaltetes Modul diese Zahlen sind in Multi-Rack-S7-400-Anlagen von Bedeutung, bei denen viele Module ein gemeinsames Schrankgebäude teilen und das Wärmemanagement eine echte technische Überlegung ist.

Bei 4,5 Watt ist der thermische Beitrag der CPU 414H selbst in einem voll beladenen Rack bescheiden.

Schlüsselmerkmale

Der 414H in der CPU-Reihe S7-400H

Die S7-400H-Plattform bietet mehrere H-CPU-Varianten, von denen jede die Speicherkapazität erhöht, um dem Ausmaß des Automatisierungsprogramms gerecht zu werden.Die CPU 412H (6ES7412-3HJ14-0AB0) startet mit insgesamt 768KB.

Die CPU 414H mit 1,4 MB (dieser Teil) verarbeitet Programme von moderater Größe und Komplexität.Die CPU 417H-Varianten erreichen für die komplexesten Anlagen-weiten Automatisierungsprogramme bis zu 20 MB..

Die Aufteilung des 1,4 MB-Speichers des 4HJ04 ¢ 700KB-Datensystems und des 700KB-Programms ¢ spiegelt eine ausgewogene Designphilosophie wider.Prozesssteuerungsprogramme erzeugen in der Regel größere Datenstrukturen als gleichwertige Maschinensteuerungsprogramme, aufgrund der umfangreichen Verwendung von Prozessdatenobjekten (PDO), Alarmtabellen und Historikerpuffern.

Die gleiche 700KB/700KB Split erkennt dies an und stellt neben dem Programmspeicher einen erheblichen Datenspeicher zur Verfügung.

Für den Anwendungsbereich zielt der 414H auf die Steuerung einer Prozess-Einheit wie einer Destillationssäule, eines Reaktorbereichs,oder eine Wasseraufbereitungsschranke 700KB Programmspeicher bietet Platz für mehrere hundert Steuerschleifen, die damit verbundene Alarmlogik und die Kommunikation mit der SCADA-Schicht.

Dual PROFIBUS DP-Schnittstellen

Die beiden PROFIBUS DP-Schnittstellen auf der CPU 414H ermöglichen die unabhängige Verwaltung separater Feldgeräte-Netzwerke:

Kombinierte MPI/DP-Schnittstelle:Konfigurierbar als MPI (für Programmierterminal und HMI-Verbindung) oder PROFIBUS DP-Master. Wenn sie als DP-Master konfiguriert ist, verwaltet diese Schnittstelle eine Gruppe von PROFIBUS-Feldgerätenein PROFIBUS-Netzwerk für Antriebe, Umspannungspumpen und Motorstarter.

Dedicated DP-Schnittstelle:Betätigt sich immer als PROFIBUS DP-Master.

Diese Schnittstelle verwaltet ein zweites, unabhängiges PROFIBUS-Netzwerk, z. B. ein Netzwerk für die Messgeräte (Druck-, Durchfluss-, Temperatur-Sender), das vom Antriebsnetz getrennt ist.

Die Trennung von Antrieben und Instrumenten in unabhängige PROFIBUS-Segmente ist eine übliche Konstruktionspraxis in der Prozessautomation.

Antriebsmodule erzeugen erheblichen Busverkehr (häufige Geschwindigkeits- und Drehmomentdatenaktualisierungen) und können PROFIBUS-Bandbreite verbrauchen, die die Aktualisierungsrate für die Instrumente verlangsamt.

Getrennte Segmente, die jeweils an ihrer eigenen DP-Master-Schnittstelle angesiedelt sind, isolieren diese Verkehrsprofile und sorgen dafür, dass beide Netztypen ihre erforderlichen Aktualisierungsraten unabhängig voneinander erreichen.

Synchronisierung und Hot-Standby-Redundanz

Die beiden Sync-Modul-Schnittstellen akzeptieren steckbare IF 960 Glasfasersynchronisations-Submodule, die über Glasfaserkabel mit den entsprechenden Submodule im Partner-CPU-Rack verbunden sind.die zwei unabhängige, galvanisch isolierte Synchronisierungsverbindungen zwischen den beiden CPU-Racks.

Beide CPU-Racks führen gleichzeitig dasselbe Programm aus und synchronisieren ihre Daten bei jedem Scanzyklus über die Synchronisierungsverbindungen.

Wenn die aktive CPU einen Hardwarefehler erkennt, signalisiert sie der Standby-CPU, dass sie sofort die Kontrolle übernimmt. Die Standby-CPU hat alle aktuellen Daten und setzt die Ausführung ohne Neustart fort.

Aus der Sicht der Feldgeräte werden die PROFIBUS-Zyklen ununterbrochen fortgesetzt.

Die beiden Synchronisierungsverbindungen sind obligatorisch: Wenn eine Synchronisierungsverbindung ausfällt, 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.

Häufig gestellte Fragen

F1: Wie verglichen sich die CPU 414H mit der 412H, und wie kann ich zwischen ihnen wählen?

Die CPU 412H verfügt über 768KB Gesamtspeicher mit einer MPI/DP-Schnittstelle und zwei Sync-Schnittstellen.4 MB Speicher und fügt eine zweite dedizierte PROFIBUS DP Master-Schnittstelle hinzu.

Wählen Sie die 412H, wenn das Prozesssteuerungsprogramm kompakt ist und ein einzelnes PROFIBUS-Netzwerk ausreicht.

Wählen Sie die 414H, wenn entweder das Programm mehr als ~640KB benötigt (mit etwas Spielraum) oder wenn zwei unabhängige PROFIBUS DP-Netzwerke für große Feldgeräte erforderlich sind.

F2: Kann die CPU 414H im Standardmodus S7-400 (Nicht-H) arbeiten, wenn nur eine Einheit installiert ist?

Wenn nur eine CPU 414H installiert ist, oder wenn die Synchronisierungsverbindung zwischen zwei CPUs fehlt,Die CPU arbeitet im "Single Operation"-Modus sie führt das Benutzerprogramm aus und steuert die PROFIBUS-Netzwerke normalerweise, ohne die Redundanzfunktion.

Die CPU erzeugt einen diagnostischen Alarm, der anzeigt, dass keine volle Redundanz verfügbar ist.

Alle Prozesssteuerungsfunktionen funktionieren normal; nur der automatische Fehlerübergangsschutz ist abwesend, bis die zweite CPU und die Synchronisierungsverbindungen wiederhergestellt werden.

F3: Ist STEP 7 die einzige Programmierumgebung und wird das TIA-Portal unterstützt?

Die CPU 414H ist mit Siemens STEP 7 Professional V5.4 SP4 oder höher – der klassischen STEP 7-Umgebung programmiert.

TIA Portal unterstützt die CPU-Familie S7-400H nicht für die Programmierung. Bestehende STEP 7-Projekte für S7-400H-Systeme müssen für Entwicklung und Wartung in der STEP 7-Umgebung bleiben.

Für neue PLC-Projekte mit hoher Verfügbarkeit bietet Siemens die S7-1500H als die aktuelle Generation der TIA-Portal-kompatiblen Ersatzplattform an.

F4: Wie ersetzt man die 6ES7414-4HJ04-0AB0 in einem laufenden H-System? Welches Verfahren ist erforderlich?

Der S7-400H unterstützt den Online-CPU-Austausch, während die Partner-CPU weiter arbeitet.

Das Austauschverfahren: Abschalten des Racks mit der defekten CPU, physischer Austausch des CPU-Moduls,Wiederherstellung der Stromversorgung des Racks ∙ die ersetzte CPU synchronisiert sich mit der noch laufenden Partner-CPU über die Synchronisierungsverbindungen und gibt automatisch den Warmstandby-Status wieder ein.

Es ist kein Programm heruntergeladen (das Programm befindet sich im Speicher der laufenden CPU und wird während der Neusynchronisierung auf den Ersatz kopiert).

Um die Kompatibilität zu gewährleisten, wird empfohlen, die Firmware-Version der Ersatzzentralprozessor mit dem laufenden Partner abzugleichen.

F5: Wie verläuft die Migration von der CPU 414H auf eine aktuelle Siemens-Plattform?

Siemens empfiehlt die SIMATIC S7-1500H als Nachfolgeplattform.1517H-3 PN) bieten eine vergleichbare oder überlegene Redundanz mit hoher Verfügbarkeit mit PROFINET-basierten Feldgeräte-Netzwerken., TIA Portal Engineering, und deutlich größeren Speicher.

Die Migration beinhaltet eine Neugestaltung der Hardware (S7-1500-Module sind nicht mit S7-400-Racks kompatibel),Umstellung des Programms von STEP 7 auf das TIA-Portal (keine automatisierte Code-Umwandlung erfordert manuelles Re-Engineering), und Netzwerkübergang von PROFIBUS auf PROFINET IO für Feldgeräte.

Dies ist ein Kapitalprojekt, das typischerweise während der geplanten Stilllegung der Anlage durchgeführt wird, und Siemens stellt Migrationswerkzeuge und Ingenieurdienstleistungen zur Unterstützung des Übergangs zur Verfügung.