بيت
>
المنتجات
>
جهاز تحكم منطقي قابل للبرمجة
>
|
| مكان المنشأ | ألمانيا |
| اسم العلامة التجارية | SIMENS |
| إصدار الشهادات | CE RoHS |
| رقم الموديل | 6ES7412-3HJ14-0AB0 |
إن Siemens 6ES7412-3HJ14-0AB0 هي وحدة المعالجة المركزية 412-3H — وحدة المعالجة المركزية لنظام التحكم SIMATIC S7-400H عالي التوفر. لا يمكن لوحدة 6ES7412-3HJ14-0AB0 واحدة أن تعمل بمفردها في دورها المقصود.
إنها تتطلب وحدة معالجة مركزية ثانية متطابقة، وتعمل الاثنتان في زوج متكرر: تعمل كلتا وحدتي المعالجة المركزية بنفس البرنامج في وقت واحد، وتعالج كلتاهما نفس المدخلات، ويتم مقارنة مخرجاتهما بشكل متزامن.
إذا فشلت إحدى وحدتي المعالجة المركزية، تتولى الأخرى المهمة بسلاسة، وتستمر العملية دون أدنى اضطراب ملحوظ للعملية التي يتم التحكم فيها.
هذا التكرار في الأجهزة هو السمة المميزة لنظام S7-400H والسبب في وجوده كمنصة منفصلة عن نظام S7-400 القياسي. في معظم أتمتة المصانع، يتسبب عطل وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) في توقف الآلة — وهو أمر غير مريح ومكلف، ولكنه قابل للإصلاح.
في مصانع العمليات المستمرة — المصافي، المفاعلات الكيميائية، توليد الطاقة، معالجة المياه — يمكن أن يؤدي فشل وحدة التحكم إلى فقدان العملية، أو تلوث المنتج، أو تلف المعدات، أو مخاطر السلامة.
يمكن أن تصل تكلفة توقف واحد غير مخطط له إلى مئات الآلاف من الدولارات في الإنتاج المفقود، وقد يستغرق إعادة التشغيل بعد توقف غير مخطط له ساعات. لا يمكن للأنظمة التي تتحكم في هذه العمليات تحمل حتى انقطاعات قصيرة لوحدة التحكم، ولهذا السبب تم تصميم S7-400H من الألف إلى الياء للتشغيل المستمر من خلال أي عطل واحد في الأجهزة.
تعد وحدة المعالجة المركزية 412-3H وحدة المعالجة المركزية H ذات المستوى المبتدئ في نطاق S7-400H — حيث توفر ذاكرة إجمالية تبلغ 768 كيلوبايت (512 كيلوبايت للبرنامج، 256 كيلوبايت للبيانات) مع اتصال MPI/DP.
بالنسبة للبرامج الأكبر أو التطبيقات التي تتطلب المزيد من تخزين البيانات، توفر وحدات المعالجة المركزية الأكبر 414-3H (6ES7414-3HM14-0AB0) و 417-4H (6ES7417-4HL14-0AB0) ذاكرة أكبر بشكل تدريجي وواجهات إضافية.
| المعلمة | القيمة |
|---|---|
| الذاكرة الإجمالية | 768 كيلوبايت |
| ذاكرة البرنامج | 512 كيلوبايت |
| ذاكرة البيانات | 256 كيلوبايت |
| واجهة MPI/DP | 1 × MPI / PROFIBUS DP مدمجة |
| واجهات المزامنة | 2 × (لوحدات المزامنة) |
| أنواع الأنظمة | S7-400H, S7-400F/FH |
| الحالة | متوقف عن الإنتاج |
يعكس تصميم الواجهة الثلاثية لوحدة المعالجة المركزية 412-3H المتطلبات التقنية للتكرار في الأجهزة.
تتعامل واجهة MPI/DP الواحدة مع اتصالات الأتمتة العادية — حيث تربط وحدة المعالجة المركزية بأجهزة ميدان PROFIBUS DP، وبمحطات البرمجة، ولوحات HMI، ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الأخرى في شبكة المصنع. الواجهتان المتزامنتان مخصصتان للاتصال بين وحدات المعالجة المركزية.
تتصل واجهتا وحدات المزامنة على كل وحدة معالجة مركزية 412-3H بوحدات المزامنة (IM 460-4, 6ES7460-4AA01-0AB0) التي تشكل روابط البيانات المادية بين رفوف وحدات المعالجة المركزية المتكررة. يتم استخدام رابطي مزامنة مستقلين — وليس واحدًا — لأن قناة المزامنة نفسها يجب أن تكون متكررة.
سيؤدي فشل كابل مزامنة واحد إلى تعطيل وظيفة التكرار بأكملها.
مع مساري مزامنة مستقلين، يمكن لزوج وحدات المعالجة المركزية المزامنة عبر أي من المسارين بشكل مستقل، ويولد عطل في مسار مزامنة واحد إنذار صيانة دون فرض تبديل.
يحمل اتصال المزامنة جميع معلومات الحالة اللازمة للحفاظ على تطابق وحدتي المعالجة المركزية: كل حالة إخراج، كل قيمة مؤقت وعداد، كل بت ذاكرة — يتم تحديثها في كل دورة مسح للبرنامج.
هذه المزامنة السلسة هي ما يتيح التبديل الحقيقي (وليس إعادة التشغيل) عند فشل وحدة معالجة مركزية واحدة: وحدة المعالجة المركزية الناجية لديها بالفعل جميع البيانات الحالية وتستمر في التنفيذ من حيث توقفت وحدة المعالجة المركزية الفاشلة بالضبط.
وحدة 6ES7412-3HJ14-0AB0 متوافقة مع تكوينين للنظام:
S7-400H (عالي التوفر): التكوين المتكرر القياسي — وحدتا معالجة مركزية تعملان بالتوازي، وتنتقلان عند حدوث عطل في الأجهزة، ويستهدف التوفر في نطاق 99.99% أو أفضل.
يعالج نظام H التوفر (الحفاظ على تشغيل العملية) ولكنه لا يعالج السلامة الوظيفية (منع حالات العملية الخطرة).
S7-400F/FH (آمن عند الفشل وعالي التوفر): يجمع بين تكرار الأجهزة والسلامة الوظيفية المعتمدة وفقًا لمعيار IEC 61508.
يضيف نظام F/FH وحدات F معتمدة للسلامة وكتل برامج سلامة تنفذ وظائف الأجهزة الآمنة (SIF) المطلوبة لعمليات المناطق الخطرة.
عندما يكون كل من التوفر (لا توجد توقفات غير مخطط لها) والسلامة الوظيفية (حماية معتمدة من SIL 1/2/3) مطلوبين في نفس وحدة التحكم، يعالج S7-400F/FH كليهما في وقت واحد. هذا التكوين شائع في صناعات النفط والغاز، والكيميائية، والنووية حيث تتطلب مخاطر العمليات حماية سلامة معتمدة جنبًا إلى جنب مع التشغيل المستمر.
تقسيم الذاكرة — 512 كيلوبايت للبرنامج و 256 كيلوبايت للبيانات — يعكس توازن عبء العمل النموذجي في تطبيقات التحكم في العمليات المستمرة التي يستهدفها نظام S7-400H. تميل برامج أتمتة العمليات إلى أن تكون أكبر من برامج الأتمتة المنفصلة المكافئة لأنها تتضمن:
معالجة شاملة للإشارات التناظرية (التحجيم، الترشيح، تقييم حدود الإنذار لعشرات أو مئات متغيرات العملية)، خوارزميات تحكم معقدة (حلقات PID المتتالية، وحدات تحكم النسبة، التحكم المتقدم في العمليات)، هياكل بيانات كبيرة للتكامل مع مسجل تاريخ العملية (تخزين مؤقت لسجلات القياس قبل الإرسال إلى SCADA)، وروتينات إدارة شاملة للتشخيص والإنذار التي تبلغ عن حالة المصنع بالتفصيل للمشغلين.
تستوعب ذاكرة البرنامج البالغة 512 كيلوبايت هذه البرامج المعقدة. بالنسبة للمصانع الكبيرة جدًا، يؤدي إضافة كتل الوظائف القابلة للتحميل (FBs) المخزنة على بطاقات الذاكرة إلى توسيع حجم البرنامج الفعلي بما يتجاوز حد الذاكرة المدمج.
س1: هل يقوم نظام S7-400H بالتبديل تلقائيًا إلى وحدة المعالجة المركزية الاحتياطية عند فشل الوحدة الرئيسية، وما مدى سرعة التبديل؟
نعم، التبديل تلقائي ولا يتطلب تدخل المشغل. عندما تكتشف وحدة المعالجة المركزية النشطة (الرئيسية) عطلًا في نفسها، فإنها تشير إلى وحدة المعالجة المركزية الاحتياطية لتولي المهمة. وحدة المعالجة المركزية الاحتياطية — التي كانت تشغل نفس البرنامج بنفس البيانات بشكل متزامن — تستمر في التنفيذ دون انقطاع.
وقت التبديل في نظام S7-400H تم تكوينه بشكل صحيح يكون ضمن وقت دورة مسح وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، وعادة ما يكون في نطاق أجزاء من الألف من الثانية، وهو غير محسوس للأجهزة الميدانية وأجهزة قياس العمليات.
لا يتم فقدان أي قيم للعملية، ولا تتغير حالة المخرجات بسبب التبديل نفسه، ولا يلزم إعادة تشغيل يدوي.
س2: هل يمكن صيانة نظام S7-400H — استبدال الوحدات أو تحديث البرامج الثابتة — أثناء تشغيل العملية؟
نعم. تدعم بنية التكرار في نظام S7-400H الصيانة عبر الإنترنت — استبدال الوحدات الفاشلة في رف وحدة معالجة مركزية واحدة بينما تظل الأخرى قيد التشغيل وتتحكم في العملية.
هذا يعني أنه يمكن إجراء صيانة الأجهزة أثناء الإنتاج، بما في ذلك: استبدال وحدة معالجة مركزية فاشلة (وحدة 6ES7412-3HJ14-0AB0 نفسها)، تبديل مزودات الطاقة، استبدال وحدات الإدخال/الإخراج، وتحديث البرامج الثابتة — كل ذلك دون إيقاف العملية.
بعد الصيانة، تتم إعادة مزامنة الرف الذي تم إصلاحه تلقائيًا مع الرف قيد التشغيل.
هذه القدرة على الصيانة عبر الإنترنت هي الميزة التشغيلية الأساسية لنظام H مقارنة بتوفير مجرد احتياطي ساخن.
س3: هل وحدة المعالجة المركزية 412-3H متوافقة مباشرة مع وحدات الإدخال/الإخراج ووحدات الاتصال القياسية لنظام S7-400؟
نعم. تقبل رفوف وحدات المعالجة المركزية S7-400H وحدات الإشارة القياسية (SMs) ومعالجات الاتصال (CPs) ووحدات الوظائف (FMs) لنظام S7-400، مع مراعاة قيود وضع التكرار.
في تشغيل وضع H، يجب أن تكون الوحدات المثبتة في كلا الرفين متطابقة، وتتطلب بعض أنواع الوحدات (خاصة FMs ذات وظائف ناقل الاتصال) إصدارات متوافقة مع H محددة.
وحدات الإدخال/الإخراج القياسية لنظام S7-400 (سلسلة SM421, SM422, SM431, SM432) متوافقة وتستخدم بشكل شائع. قائمة التوافق الكاملة موثقة في دليل نظام S7-400H.
س4: كيف تتم برمجة نظام S7-400H — هل يلزم برنامج خاص بخلاف STEP 7؟
يستخدم نظام S7-400H برنامج STEP 7 كبيئة برمجة له، مع إضافة مكتبة S7-REDCONNECT.
يوفر برنامج REDCONNECT كتل الوظائف وأدوات التكوين لإعداد روابط الاتصال المتكررة (الاتصالات بين نظام H وأجهزة PROFIBUS/PROFINET التابعة، وأنظمة SCADA، وما إلى ذلك) بطريقة يمكن لوحدتي المعالجة المركزية إدارة مسار الاتصال في وقت واحد، مع تبديل تلقائي لاتصالات الاتصال بالإضافة إلى تبديل وحدة المعالجة المركزية.
بدون REDCONNECT، سيظل نظام H يشغل برامج مستخدم STEP 7 القياسية، ولكن ميزات تكوين الاتصال المتكرر لن تكون متاحة.
س5: تم إيقاف إنتاج وحدة المعالجة المركزية 412-3H. ما هو مسار الترحيل الموصى به من Siemens؟
توصي Siemens بنظام SIMATIC S7-1500H (خاصة وحدات المعالجة المركزية 1513H-1 PN و 1517H-3 PN) كبديل الجيل الحالي لنظام S7-400H.
يوفر نظام S7-1500H تكرارًا للأجهزة مكافئًا مع تحسينات كبيرة في الأداء (دورات مسح أسرع، ذاكرة أعلى)، وتكرار PROFINET IO أصلي، وتكاملًا مع هندسة TIA Portal، وبصمة مادية أصغر بكثير.
الترحيل من S7-400H إلى S7-1500H هو مشروع للأجهزة والبرامج — يجب ترحيل برنامج STEP 7 إلى TIA Portal، وإعادة بناء تكوين الأجهزة للمنصة الجديدة — ولكن توفر Siemens أدوات وخدمات ترحيل لدعم الانتقال.
اتصل بنا في أي وقت
