بيت
>
المنتجات
>
جهاز تحكم منطقي قابل للبرمجة
>
|
| مكان المنشأ | ألمانيا |
| اسم العلامة التجارية | SIMENS |
| إصدار الشهادات | CE RoHS |
| رقم الموديل | 6ES7414-4HM14-0AB0 |
توفر منصة S7-400H مجموعة متدرجة من وحدات المعالجة المركزية H، كل منها يزيد في الذاكرة وعدد الواجهات والقدرة على المعالجة لتتناسب مع التركيبات الأكبر والأكثر تعقيدًا. تحتل وحدة المعالجة المركزية 414H موقعًا متوسطًا مهمًا في هذه العائلة.
سلفها في النطاق — وحدة المعالجة المركزية 412H (6ES7412-3HJ14-0AB0) — توفر ذاكرة إجمالية تبلغ 768 كيلوبايت.
تضاعف وحدة المعالجة المركزية 414H ذلك إلى 2.8 ميجابايت، مقسمة بالتساوي بين البيانات والبرنامج، وتضيف واجهة PROFIBUS DP مخصصة ثانية تفتقر إليها 412H. فوق 414H توجد متغيرات CPU 417H، والتي تتوسع إلى ذاكرة إجمالية تبلغ 20 ميجابايت مع واجهات إضافية لبرامج أتمتة العمليات المستمرة الأكثر تطلبًا.
بالنسبة لمصانع العمليات حيث يجب أن يتعامل برنامج الأتمتة مع مئات حلقات التحكم PID، وشبكات PROFIBUS I/O الواسعة على قطاعات متعددة، وهياكل البيانات الكبيرة لتخزين مؤقت لمؤرخ العمليات وإدارة الوصفات، فإن 2.8 ميجابايت من 414H جنبًا إلى جنب مع واجهتي PROFIBUS DP مستقلتين هي خطوة كبيرة للأعلى من وحدة المعالجة المركزية H للمبتدئين.
تسمح واجهة DP المخصصة الثانية لوحدة التحكم بإدارة شبكات PROFIBUS منفصلة — على سبيل المثال، قطاع واحد للمحركات والمعدات متغيرة السرعة، وآخر للأجهزة وأجهزة الإرسال — دون مشاركة عرض النطاق الترددي للحافلة بين أنواع الأجهزة غير المتشابهة.
| المعلمة | القيمة |
|---|---|
| الذاكرة الإجمالية | 2.8 ميجابايت (1.4 ميجابايت بيانات + 1.4 ميجابايت برنامج) |
| واجهة MPI/DP | 1 × 12 ميجابت/ثانية RS-485 |
| واجهة DP | 1 × 12 ميجابت/ثانية RS-485 |
| واجهات المزامنة | 2 × (لوحدات IF 960 FO) |
| الحد الأقصى لرفوف التوسعة | 21 |
| استهلاك الطاقة | 6 واط نموذجي |
| الأبعاد (ارتفاع × عرض × عمق) | 290 × 50 × 219 ملم |
| الوزن | 0.995 كجم |
| أنواع النظام | S7-400H, S7-400F/FH |
| الحالة | قطعة غيار متوقفة |
تعد واجهتا وحدة المزامنة على وحدة المعالجة المركزية 414H الأساس المادي لآلية التكرار الكاملة لنظام H.
تقبل كل واجهة وحدة مزامنة قابلة للتوصيل IF 960 — جهاز إرسال واستقبال بالألياف الضوئية يتصل بوحدة فرعية مقابلة في رف وحدة المعالجة المركزية الشريكة عبر كابل ألياف ضوئية.
وسط الألياف الضوئية متعمد: يوفر عزلًا كهربائيًا كاملاً بين رفوف وحدات المعالجة المركزية، ويزيل مشاكل الجهد المشترك التي يمكن أن تؤثر على كابلات المزامنة الكهربائية في البيئات الصناعية، ويعمل بشكل موثوق عبر المسافات (تصل إلى حوالي 10 أمتار للإصدارات القياسية قصيرة المدى) التي تفصل عادةً بين الرفين في تركيب نظام H.
رابطا مزامنة مستقلان إجباريان وليسا اختياريين.
لا يمكن الحفاظ على تكرار S7-400H إلا إذا كانت قناة المزامنة نفسها متكررة — فشل رابط مزامنة واحد يعطل آلية المزامنة سيؤدي إلى تدهور نظام H المتكرر بالكامل إلى نظام وحدة معالجة مركزية واحدة بدون قدرة تجاوز الفشل.
مع مساري مزامنة مستقلين عبر كابلين منفصلين من الألياف، يؤدي فشل في أحد مسارات المزامنة إلى إنشاء إنذار صيانة ولكنه لا يضعف قدرة زوج وحدات المعالجة المركزية على المزامنة والحفاظ على الاستعداد الاحتياطي الساخن.
يكتشف تشخيص نظام S7-400H ويبلغ عن أخطاء مسار مزامنة فردية، مما يمنح موظفي الصيانة وقتًا لاستعادة الرابط المتدهور قبل حدوث أي حدث يؤثر على العملية.
تدعم وحدة المعالجة المركزية 414H بحد أقصى 21 رف توسعة بالإضافة إلى الرف المركزي — ما مجموعه 22 رفًا فعليًا في أكبر تكوين ممكن.
يستوعب كل رف وحدات الإشارة، ووحدات الوظائف، ومعالجات الاتصالات، مع مساهمة كل رف بما يصل إلى 8 فتحات وحدات إضافية للمحطة. عند 8 وحدات لكل رف عبر 22 رفًا، يمكن لمحطة CPU 414H المبنية بالكامل أن تستضيف أكثر من 176 موضع وحدة.
من الناحية العملية، نادرًا ما تقوم أتمتة مصانع العمليات المستمرة ببناء محطات S7-400H إلى أقصى حد لها.
توجد قدرة توسعة 21 رفًا لاستيعاب احتياجات التوسع لوحدات العمليات المتكاملة الكبيرة — وحدة تقطير مصفاة، مجمع مفاعلات كيميائية، محطة معالجة مياه كبيرة — حيث قد تتحكم محطة S7-400H واحدة في عدة مئات من أجهزة المجال، والعديد من المحركات، وعشرات من عناصر المعدات المنفصلة.
تمت معايرة سعة 414H للتعامل مع هذه البرامج الكبيرة حقًا دون الحاجة إلى تقسيم المحطة إلى وحدات تحكم متعددة تتواصل، مما من شأنه أن يضيف تعقيدًا هندسيًا ونقاط فشل محتملة إلى البنية.
تم اعتماد وحدة المعالجة المركزية 414H للاستخدام في تكوينات S7-400F/FH — الأنظمة التي تجمع بين تكرار أجهزة نظام H (أزواج وحدات المعالجة المركزية الاحتياطية الساخنة) مع السلامة الوظيفية المعتمدة من IEC 61508. في تشغيل S7-400F/FH، تنفذ وحدة المعالجة المركزية كلاً من برنامج مستخدم قياسي وبرنامج سلامة.
ينفذ برنامج السلامة وظائف الأجهزة الآمنة (SIFs) المحددة في مواصفات متطلبات السلامة للمنشأة، ويعمل على وحدات المعالجة المركزية F ذات التصنيف الآمن مع بروتوكول اتصال PROFIsafe الذي يوسع السلامة المعتمدة عبر شبكة PROFIBUS DP إلى أجهزة F الطرفية.
تكوين F/FH هو الحل الكامل للسلامة والتوافر لمنشآت عمليات المناطق الخطرة: يمنع تكرار H عمليات الإغلاق غير المخطط لها بسبب أعطال أجهزة وحدة التحكم، بينما يضمن اعتماد F أن وظائف الأجهزة الآمنة تحقق مستوى سلامة التكامل المطلوب (SIL 1، 2، أو 3 اعتمادًا على التطبيق) كما هو محدد من خلال تحليل مخاطر العملية.
في المنشآت مثل منصات إنتاج النفط والغاز الأولية، والمصافي، والمصانع الكيميائية، فإن الجمع بين التوافر المستمر والسلامة المعتمدة في نفس وحدة التحكم ليس ميزة فاخرة بل هو مطلب تنظيمي وتشغيلي.
تم إيقاف وحدة المعالجة المركزية 414H من قبل سيمنز اعتبارًا من 01.02.2017، مما يعني أنها لم تعد تُصنع أو تُوزع عبر قنوات مبيعات سيمنز القياسية. ومع ذلك، فإن متوقف لا يعني غير متاح.
تلتزم سيمنز عادةً بتوافر قطع الغيار لمدة عشر سنوات بعد إيقاف المنتجات الصناعية الهامة — وهي سياسة تغطي العديد من تركيبات S7-400H العاملة حاليًا. بعد نافذة قطع الغيار من سيمنز، يحتفظ سوق الفائض الصناعي والتجديد بمخزونات كبيرة من وحدات CPU 414H المختبرة والمضمونة.
بالنسبة للمواقع التي تشغل أنظمة S7-400H بوحدات CPU 414H، فإن الحد الأدنى الموصى به من مخزون قطع الغيار هو مجموعة كاملة من وحدات H-CPU — وحدتان من 6ES7414-4HM14-0AB0، حيث يتطلب كلا الرفين وحدات معالجة مركزية متطابقة. يمكن لزوج وحدات معالجة مركزية غير متطابق (إصدارات برامج ثابتة مختلفة، أو واحدة أصلية وواحدة مجددة بتواريخ إنتاج مختلفة قليلاً) أن تعمل ولكن قد تتطلب تنسيقًا للبرامج الثابتة.
الاحتفاظ بأزواج قطع غيار متطابقة يبسط الاستبدال في حالات الطوارئ ويلغي الحاجة إلى إدارة توافق البرامج الثابتة تحت ضغط الوقت أثناء انقطاع غير مخطط له.
س1: تحتوي وحدة المعالجة المركزية 414H على واجهتي PROFIBUS DP — الواجهة المدمجة MPI/DP وواجهة DP المخصصة. هل كلاهما متاحان في وقت واحد، وهل يمكنهما الاتصال بشبكات PROFIBUS DP مختلفة؟
نعم، يمكن لواجهتي PROFIBUS DP العمل في وقت واحد، ويمكنهما الاتصال بشبكات PROFIBUS DP منفصلة ومستقلة. في تكوين أجهزة STEP 7، يتم تعيين كل واجهة لشبكة PROFIBUS خاصة بها مع معلمات الحافلة الخاصة بها (عنوان الحافلة، سرعة الإرسال، معلمات التوقيت).
تعمل وحدة المعالجة المركزية 414H كسيد DP على كلتا الشبكتين بشكل مستقل — مسح الأجهزة التابعة على الشبكة 1 والشبكة 2 بالتناوب داخل كل دورة مسح PLC.
هذه القدرة المزدوجة للسيد ذات قيمة خاصة في مصانع العمليات الكبيرة حيث يؤدي فصل الأجهزة (أجهزة الإرسال، أجهزة التحليل) عن معدات المحركات (محركات التردد المتغيرة، بادئات التشغيل الناعمة) على قطاعات حافلة مستقلة إلى تقليل التداخل بين الشبكات وتبسيط استكشاف الأخطاء وإصلاحها عن طريق عزل مجالات الخطأ.
يمكن أيضًا تكوين واجهة MPI/DP في وضع MPI بدلاً من وضع DP عندما لا تكون وظيفة سيد PROFIBUS DP مطلوبة على تلك الواجهة المادية — على سبيل المثال، لاستخدامها حصريًا للوصول إلى طرفية البرمجة واتصالات HMI.
س2: ما هو وقت التبديل (وقت تجاوز الفشل) عندما تفشل وحدة المعالجة المركزية النشطة في CPU 414H وتتولى وحدة المعالجة المركزية الاحتياطية المسؤولية؟
وقت تجاوز الفشل في نظام S7-400H تم تكوينه بشكل صحيح مع CPU 414H يكون ضمن دورة مسح PLC — عادةً في نطاق عدة مللي ثانية إلى بضع عشرات من المللي ثانية اعتمادًا على تكوين النظام، وحمل الاتصال، وعدد أجهزة PROFIBUS DP التابعة. أثناء المزامنة الاحتياطية الساخنة العادية، تنفذ كلتا وحدتي المعالجة المركزية نفس البرنامج بنفس البيانات في كل دورة مسح.
تضمن آلية المزامنة أن حالة ذاكرة وحدة المعالجة المركزية الاحتياطية — المخرجات، كتل البيانات، المؤقتات، العدادات — تعكس وحدة المعالجة المركزية الرئيسية عند كل حدود مسح.
عند فشل الوحدة الرئيسية، تعلن الوحدة الاحتياطية نفسها نشطة وتبدأ في التحكم في المخرجات على الفور، دون تنفيذ تسلسل إعادة تشغيل أو إعادة قراءة المدخلات من حالة باردة.
من منظور أجهزة المجال، تستمر المخرجات في الاحتفاظ بآخر حالة صالحة لها دون انقطاع ملحوظ؛ من منظور أجهزة PROFIBUS DP التابعة، تستمر الوحدة الرئيسية في استجوابها دون تفويت دورة.
س3: هل يمكن لوحدة المعالجة المركزية 414H العمل في وضع وحدة معالجة مركزية واحدة غير متكررة إذا تمت إزالة وحدة المعالجة المركزية الثانية للصيانة، وما هي الآثار المترتبة على ذلك؟
يمكن لوحدة المعالجة المركزية 414H العمل في وضع وحدة معالجة مركزية واحدة — عندما يتم تثبيت وحدة واحدة فقط في رفها، أو عندما يكون رابط المزامنة بين وحدتي المعالجة المركزية غائبًا، يستمر نظام S7-400H في العمل على وحدة المعالجة المركزية المتاحة. يشار إلى هذا الوضع باسم التشغيل الفردي أو الوضع المتدهور.
يصدر النظام إنذار تشخيص يشير إلى أن التكرار الكامل غير متاح، وتعرض واجهة المشغل STEP 7/WinCC رسالة حالة مقابلة.
في هذه الحالة المتدهورة، تستمر وحدة المعالجة المركزية العاملة في جميع عمليات التحكم في العملية، واتصالات PROFIBUS DP، وتوفير بيانات HMI بشكل طبيعي — ولكن أي خطأ في الأجهزة يؤثر على وحدة المعالجة المركزية الواحدة هذه سيؤدي إلى إيقاف العملية، حيث لا توجد وحدة معالجة مركزية شريكة لتتولى المسؤولية.
للصيانة المخطط لها — استبدال وحدة مزامنة معيبة، إجراء صيانة وقائية على رف وحدة معالجة مركزية واحد — يعد العمل في وضع متدهور لفترة وجيزة ومدارة أمرًا مقبولًا ومصممًا له. التشغيل المطول في وضع متدهور يزيد بشكل كبير من ملف مخاطر التركيب.
س4: ما هي أهمية تقسيم الذاكرة — 1.4 ميجابايت بيانات و 1.4 ميجابايت برنامج — لتطوير البرامج، وهل يمكن لكتل بيانات المستخدم استهلاك ذاكرة البرنامج أو العكس؟
في SIMATIC S7-400H، يتم تقسيم ذاكرة العمل (RAM التي تستخدمها وحدة المعالجة المركزية لتنفيذ البرنامج النشط) عند التصنيع إلى قسم رمز (برنامج) ثابت وقسم بيانات ثابت، ولا يمكن تبديل هذه الأقسام. يستهلك رمز البرنامج — OBs، FCs، FBs، تسلسلات التعليمات المترجمة — ذاكرة الرمز؛ تستهلك كتل البيانات (DBs)، بما في ذلك كتل المثيلات، وكتل البيانات المشتركة، وتخزين الوصفات — ذاكرة البيانات.
البرنامج الذي يحتوي على العديد من خوارزميات التحكم المعقدة ولكن مجموعات بيانات صغيرة نسبيًا سيتناسب بشكل مريح ضمن حد الرمز البالغ 1.4 ميجابايت مع استخدام جزء فقط من تخصيص البيانات البالغ 1.4 ميجابايت.
على العكس من ذلك، قد يملأ برنامج يحتوي على منطق تحكم بسيط نسبيًا ولكنه يحتوي على جداول وصفات كبيرة، أو مخازن مؤقتة للمؤرخ، أو هياكل بيانات إنذار واسعة ذاكرة البيانات البالغة 1.4 ميجابايت مع ترك ذاكرة الرمز فارغة إلى حد كبير. يجب على مطوري البرامج الذين يعملون مع CPU 414H مراقبة كلتا منطقتي الذاكرة بشكل مستقل أثناء التطوير.
تحتوي ذاكرة التحميل (Flash/EPROM أو بطاقة الذاكرة) على النسخة المحفوظة من البرنامج؛ تحتوي ذاكرة العمل على النسخة قيد التنفيذ؛ ذاكرة العمل فقط هي التي تهم لتحديد حجم وقت التنفيذ.
س5: هل STEP 7 V5.x هي بيئة البرمجة الوحيدة لوحدة المعالجة المركزية 414H، أم يمكن استخدام TIA Portal؟
يتم برمجة وحدة المعالجة المركزية 414H، كجزء من منصة SIMATIC S7-400H الكلاسيكية، باستخدام STEP 7 Professional V5.x — بيئة STEP 7 Classic التقليدية.
لا يدعم TIA Portal عائلة وحدات المعالجة المركزية S7-400H للبرمجة؛ يغطي دعم S7-400 في TIA Portal وحدات المعالجة المركزية S7-400 القياسية (غير H)، والمنصة الحالية عالية التوافر المدعومة في TIA Portal هي S7-1500H. هندسة CPU 414H في TIA Portal غير ممكنة.
إذا كان الموقع قد قام بالتوحيد القياسي على TIA Portal لجميع برامج PLC الأخرى، فلا يزال يتعين صيانة وتوسيع برنامج S7-400H باستخدام STEP 7 V5.5 أو STEP 7 Professional. التزمت سيمنز بدعم STEP 7 V5.x للقاعدة المثبتة الحالية لأنظمة S7-300 و S7-400؛ لا تزال التحديثات والتصحيحات الأمنية متاحة حتى مع تحول التركيز الأساسي للتطوير إلى TIA Portal.
اتصل بنا في أي وقت
