System Übersicht

Highlights

  • Flexible und skalierbare Hardware-Lösung mit redundanten Controllern, um Ausfälle zu vermeiden

  • Verschiedene Redundanzoptionen:
    - redundante Peripherie
    - redundante Feldbusse

  • Hot-Standby durch stoßfreie Umschaltung (< 100ms) ohne Datenverlust

  • Online-Reparatur, d.h. Austausch defekter Komponenten im laufenden Betrieb

  • Konfigurationsänderung, d.h. Anlagenerweiterungen im laufenden Betrieb

  • Einfache Integration von Safety-Funktionalität

  • Synchronisation der Systeme bis zu Entfernungen von10 km möglich

  • Die integrierte Ethernet Schnittstelle kann für den Anschluss der Peripherie oder für die Anlagenkommunikation genutzt werden

  • Viele der S7-400H-Komponenten stehen auch als SIPLUS extreme-Version für extreme Umgebungsbedingungen, z. B. für den Einsatz bei aggressiver Atmosphäre/Betauung zur Verfügung.


Nutzen und Haupteinsatzgebiete

  • Vermeidung von Stillstandzeiten, die ein Ausfall der Steuerung ansonsten nach sich ziehen würde – speziell in der Produktion, der Energie- u. Wasserversorgung, der Rollfeldbefeuerung, bei Rangiereinrichtungen, etc.

  • Vermeidung hoher Wiederanlaufkosten in Folge eines Datenverlusts nach Ausfall der Anlage – speziell beim Gepäcktransport, in Hochregallagern, beim Tracking & Tracing etc.

  • Schutz von Anlage und Werkstücken bzw. Materialen im Falle eines Anlagen- oder Maschinenstillstands – speziell in Schmelzöfen, der Halbleiterindustrie, bei Schiffsrudern etc.

  • Sicherstellung des Betriebs ohne Aufsichts- oder Wartungspersonal – speziell in Kläranlagen, Tunneln, Schleusen, Gebäudetechnik etc.


Controller

Schnittstellen der CPU

Alle CPUs der Baureihe S7-400H verfügen über
5 Schnittstellen:

  • 1 PROFIBUS DP Schnittstelle

  • 1 MPI-/PROFIBUS DP Schnittstelle

  • 2 Schnittstellen zum Aufnehmen der Sync-Module

  • 1 PROFINET Schnittstelle mit 2-Port-Switch


Merkmale der H-CPUs

Für die SIMATIC S7-400H stehen vier neue CPUs für unterschiedliche Leistungsanforderungen zur Verfügung. Neben einem großen Mengengerüst zeichnen sich die H-CPUs insbesondere durch ihre Performance aus. Diese zeigt sich sowohl in einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit, als auch in einer großen Kommunikationsleistung.

Für die Zentralgeräte gibt es zwei Konfigurationsmöglichkeiten:

  • Aufbau mit geteiltem Baugruppenträger

  • Aufbau mit 2 separaten Baugruppenträgern, wenn die Systeme aus Verfügbarkeitsgründen völlig voneinander getrennt sein müssen. Hierbei kann die Distanz zwischen den Systemen bis zu 10 km betragen.

  • Ist eine besonders hohe Verfügbarkeit erforderlich, können 2 redundante Power Supplies eingesetzt werden.


Komfortables und effizientes Engineering

Die Redundanz ist eine integrierte Systemfunktion der S7-400H.
Die Programmierung der SIMATIC S7-400H erfolgt daher wie bei einem Standardsystem.
Hierzu können alle STEP 7- Programmiersprachen genutzt werden.

Vorhandene Programme von Standardsystemen lassen sich leicht auf ein redundantes System portieren und umgekehrt. Beim Laden des Programms wird dieses automatisch auf die beiden redundanten CPUs übertragen.

Die Parametrierung der redundanzspezifischen Funktionen und Konfigurationen wird mit
STEP 7 durchgeführt.

Hohe Verfügbarkeit und Sicherheit in einem System

S7-400FH kombiniert hohe Verfügbarkeit und Sicherheitstechnik in einem einzigen Automatisierungssystem.

Die Architektur von SIMATIC S7-400FH toleriert Fehler bei Beibehaltung der Sicherheit (siehe PROFIsafe).

Das System ist vom TÜV zertifiziert und erfüllt alle relevanten Normen für die Fertigungs- und Prozessautomatisierung.


Hochverfügbare HMI Systeme

Hinsichtlich der Verfügbarkeit von HMI-Systemen bietet Siemens skalierbare Lösungen, die sich nahtlos in die Architektur hochverfügbarer Systeme einfügen lassen. Während die hochverfügbaren Controller direkt die Ausfallsicherheit  von Maschinen und Anlagen erhöhen, stellen hochverfügbare HMI-Systeme die Bedienbarkeit zu jedem Zeitpunkt sicher. Der Schlüssel dazu ist die Unterstützung redundanter Architekturen und Kommunikationswege.


Aufbau

Konfiguration der Zentralgeräte

Für die Zentralgeräte gibt es zwei Konfigurationsmöglichkeiten:

Wenn die Teilgeräte aus Verfügbarkeitsgründen völlig voneinander getrennt sein müssen, ist der Aufbau mit zwei Standard-Baugruppenträgern (UR1 und UR2) gut geeignet. In jedem Rack stecken eine CPU und eine Stromversorgung (PS). Wenn eine besonders hohe Verfügbarkeit erforderlich ist, können zwei redundante PS eingesetzt werden. Die Entfernung zwischen beiden Racks beträgt max. 10 km.

Im Baugruppenträger UR2-H mit geteiltem Rückwandbus stecken zwei CPUs mit jeweils einer einfachen oder redundanten Stromversorgung. Das ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau.

Peripherie Anbindung

Einseitige (links) oder geschaltete (rechts) Peripherie Anbindung via PROFIBUS

Die Peripherie kann flexibel über PROFIBUS und PROFINET angeschlossen werden.
PROFIBUS- und PROFINET-Konfigurationen können miteinander kombiniert werden.

Bei PROFIBUS besteht die Auswahl zwischen einseitigem Anschluss (normal verfügbar), einkanaligem Anschluss (normal verfügbar) oder geschaltetem Anschluss (erhöht verfügbar).

Einseitige (links) oder systemredundante (rechts) Peripherie Anbindung über PROFINET

Bei PROFINET besteht die Auswahl zwischen einseitigem Anschluss (normal verfügbar) und systemredundantem Anschluss über offenen Ring.
Die Verfügbarkeit im offenen Ring erhöht sich, wenn Devices angeschlossen werden, die PROFINET IO System-Redundanz unterstützen, wie z.B. die dezentrale Peripherie SIMATIC
ET 200M.

Kommunikation

Hochverfügbare Kommunikation

Die hochverfügbare Kommunikation für redundante Verbindungen ist in der SIMATIC S7-400H bereits integriert. Im Fehlerfall kann die hochverfügbare Kommunikation automatisch und unsichtbar für den Anwender weitergeführt werden. Bei Anschluss der Peripherie via PROFIBUS kann die interne PROFINET-Schnittstelle für die Kommunikation genutzt werden.