Дополнительные системы S7-400

Системы автоматизации S7-400, производительность которых масштабируется с помощью выбора различных видов CPU, являются альтернативой для систем автоматизации AS 410. Системы, которые могут быть использованы в установках совместно с SIMATIC PCS 7 V7/V8, можно классифицировать следующим образом:

Стандартные системы автоматизации;
Отказоустойчивые системы автоматизации (высокой надежности);
Отказобезопасные системы автоматизации.

Стандартные системы автоматизации

Стандартные системы автоматизации AS 414‑3, AS 414‑3IE, AS 416‑2, AS 416‑3, AS 416‑3IE и AS 417‑4 чрезвычайно устойчивы к сбоям и отличаются высокой производительностью обработки инструкций и коммуникаций.

Станции AS 414-3 и AS 414-3IE предназначены для менее масштабных приложений с небольшими объемами автоматизации. Это позволяет создавать недорогие начальные решения с модульной и масштабируемой структурой, основанной на контроллерах семейства S7-400. Большие объемы автоматизации могут быть реализованы с использованием систем автоматизации AS 416-2, AS416-3/416-3IE, AS 417-4. Эти системы являются предпочтительными для средних и крупных установок.

Отказоустойчивые системы автоматизации

Целью отказоустойчивых систем автоматизации является сведение к минимуму риска производственного простоя. В соответствии с основным исполнением эти системы подразделяются следующим образом:

Одиночные станции (AS Single Station): AS 412-5-1H, AS 414‑5‑1H, AS 416‑5‑1H, и AS 417‑5‑1H только с одним CPU, например для следующих приложений:
- Последующее расширение до резервированной системы
- Резервированная конфигурация на стойках UR1, включая 2 одиночные станции, 4 модуля синхронизации, и 2 оптоволоконных кабеля синхронизации
Резервированные станции AS Redundancy Station: AS 412‑5‑2H, AS 414‑5‑2H, AS 416‑5‑2H и AS 417‑5‑2H с двумя резервированными CPU, смонтированными на одной общей стойке (UR2‑H) или на двух отдельных стойках (UR2).

Отказобезопасные системы автоматизации

Отказобезопасные системы автоматизации (системы F/FH) предназначены для приложений, связанных с обеспечением безопасности, в которых неисправность может привести к угрозе безопасности персонала, повреждению оборудования установки или к загрязнению окружающей среды. Она основаны на оборудовании отказоустойчивых систем автоматизации, расширенных функциями безопасности при помощи S7 F systems.

В соответствии с вариантами построения, эти системы подразделяются на:

Одиночные станции (AS Single Station)
AS 412F, AS 414F, AS 416F, и AS 417F только с одним CPU (отказобезопасным)
Резервированные станции (AS Redundancy Station)
AS 412FH, AS 414FH, AS 416FH, и AS 417FH с двумя резервированными CPU (отказобезопасными и отказоустойчивыми)

Отказобезопасные системы автоматизации (F/FH) используются совместно с отказобезопасными F-модулями в системах распределенного ввода/вывода ET 200 или отказобезопасными датчиками, непосредственно подключенными к полевой шине, позволяющими обнаружить не только ошибки в процессе, но и диагностировать внутренние неисправности. В случае неисправности они автоматически переводят установку в безопасное состояние. Резервирование FH систем используется только для повышения надежности. Это не связано с выполнением функций безопасности и обнаружением соответствующей неисправности.

Все системы F/FH являются сертифицированными TÜV и соответствуют требованиям безопасности вплоть до SIL 3 в соответствии с IEC 61508.

Дизайн

Стойки

Системы автоматизации на основе только одного CPU (AS Single Station) могут устанавливаться на стойке UR1 (18 слотов) или UR2 (9 слотов).

Резервированные системы автоматизации (AS Redundancy Station), состоящие из двух электрически изолированных резервированных подсистем могут быть установлены на компактной стойке UR2-H с разделенной задней шиной или на двух отдельных стойках (UR1 или UR2). Конструкция с двумя стойками позволяет физическое разнесение резервных подсистем, например, огнеупорной перегородкой и на расстоянии вплоть до 10 км. В результате гальванической развязки, система устойчива к электромагнитным помехам.

Резервированный источник питания

Если у вас есть два отдельных ввода питания вашей системы, вы можете увеличить надежность системы автоматизации за счет использования резервированных источников питания (2 источника питания для одиночной станции автоматизации или 1 или 2 источника питания для каждой подсистемы в резервированной станции AS).

Коммуникации через системную шину Industrial Ethernet (IE)

Каждая стандартная станция автоматизации подключается к системной шине на основе сети Industrial Ethernet посредством коммуникационного модуля CP 443-1.

Если PN/IE интерфейс, встроенный в CPU отказоустойчивых и отказобезопасных систем автоматизации, не используется для PROFINET IO коммуникаций, то можно его использовать для подключения к системной шине по Industrial Ethernet. В противном случае системы 1H/F (одиночные станции AS) и две подсистемы 2H/FH систем (резервированная станция AS) могут подключаться к системной шине через коммуникационные модули CP 443-1.

Подключение входов/выходов через PROFIBUS DP

Распределенные входы/выходы можно интегрировать в сегмент PROFIBUS DP как напрямую, так и через нижестоящую полевую шину (PROFIBUS PA или FOUNDATION Fieldbus H1).

Несколько сегментов PROFIBUS DP с распределенными входами/выходами процесса могут работать со стандартной системой автоматизации, с 1H/F системой (одиночной станцией AS) или с 2H/FH системой (резервированная станция AS). В следующей таблице содержится обзор количества и типов настраиваемых интерфейсов PROFIBUS DP.

Тип станции AS	Интерфейсы PROFIBUS
	1	2	3	4	5	6	7	8
AS 412-5-1H/AS 412F	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 412-5-2H/AS 412FH	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 414-5-1H/AS 414F	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 414-5-2H/AS 414FH	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 416-5-1H/AS 416F	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 416-5-2H/AS 416FH	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 417-5-1H/AS 417F	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 417-5-2H/AS 417FH	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 416-2	MPI/DP	DP	CP	CP	CP	CP
AS 414-3IE	MPI/DP	IF	CP	CP	CP	CP
AS 416-3IE	MPI/DP	IF	CP	CP	CP	CP
AS 414-3	MPI/DP	DP	IF	CP	CP	CP	CP
AS 416-3	MPI/DP	DP	IF	CP	CP	CP	CP
AS 417-4	MPI/DP	DP	IF	IF	CP	CP	CP	CP

Обзор количества и типа настраиваемых интерфейсов PROFIBUS

MPI/DP = интегрированный интерфейс MPI/DP (для подключения до 32 узлов PROFIBUS DP); DP = встроенный интерфейс PROFIBUS DP; IF = доступный в качестве опции интерфейсный модуль PROFIBUS DP; CP = модуль CP 443-5 Extended для дополнительного интерфейса PROFIBUS DP

Подключение входов/выходов через PROFINET (PN)

Стандартные системы автоматизации, а также отказоустойчивые и отказобезопасные системы автоматизации можно просто и эффективно подключить к станциям удаленного ввода/вывода ET 200M через PROFINET IO. Если PN/IE интерфейс интегрирован в CPU станции автоматизации (AS 414‑3IE, AS 416‑3IE, и все H/F/FH системы), то его можно использовать для подключения к станциям удаленного ввода/вывода ET 200M через PROFINET IO. В стандартных станциях автоматизации для PROFINET IO можно использовать PN/IE интерфейсы коммуникационных модулей CP 443-1.

Максимальной надежности с минимальными временами реакции на ошибку можно достичь при использовании резервированной станции AS (2 H/FH системы) совместно с системным резервированием устройств ввода/вывода. Системное резервирование означает такой тип PROFINET IO коммуникации, в котором каждое устройство ввода/вывода устанавливает коммуникационное соединение с каждым из двух CPU резервированной станции AS, используя топологическую сеть.

Лицензии режима исполнения (Runtime, RT)

Каждая система автоматизации поставляется с лицензией режима исполнения SIMATIC PCS 7 Industry Library Runtime и лицензией SIMATIC PCS 7 AS Runtime на 100 объектов процесса (PO); для отказобезопасных систем автоматизации дополнительно с лицензией S7 F Systems RT. Количество объектов процесса можно расширить за счет дополнительных лицензий режима исполнения номиналом на 100, 1 000 или 10 000 объектов процесса. Объекты процесса дополнительных лицензий режима исполнения могут быть добавлены к существующим объектам процесса. Количество и тип дополнительных лицензий Runtime (например, 100 или 1000) не имеет значения.

Индивидуальная конфигурация AS-сборок

Различные версии станций автоматизации SIMATIC PCS 7 от AS 412 до AS 417 доступны в качестве следующих AS-сборок:

Отдельные компоненты, сгруппированные по станциям в одной поставке
Предварительно собранные и протестированные комплексные системы (без дополнительной оплаты по сравнению с поставкой отдельных компонентов)

Типовые комбинации можно выбрать из таблиц в разделе "Выбор и данные для заказа".

Полный ассортимент доступен для вас через два конфигуратора в online каталоге Industry Mall (www.siemens.com/industrymall):

SIMATIC PCS 7 AS Single Station configurator
SIMATIC PCS 7 AS Redundancy Station configurator

Замечания по заказу

Для конфигурации с резервированием на основе двух одиночных станций AS, вам дополнительно потребуется 4 модуля синхронизации (до 10 м или 10 км) и 2 волоконно-оптических кабелей синхронизации. Выбор зависит от расстояния между двумя одиночными станциями AS.
Оптоволоконные кабели синхронизации длиной, превосходящей 1 м необходимо всегда заказывать отдельно (в каждом случае требуется 2 кабеля).

Дополнительно

Буферные батареи

Литиевые буферные батареи AA типа на 2.3 Ah используются в блоках питания всех SIMATIC PCS 7 систем автоматизации AS 412 до AS 417. Поскольку литиевые батарей относятся к классу легковоспламеняемых, к ним применяются более строгие требования по условиям транспортировки и хранения.

Чтобы не подвергать AS сборки более строгим условиям транспортировки и хранения, буферные батареи должны заказываться и поставляться отдельно (заказной номер 6ES7971-0BA00). В зависимости от конфигурации AS сборки понадобится следующее количество батарей:

Одиночная станция SIMATIC PCS 7 AS Single Station:
- С 1 блоком питания: 2 батареи;
- С 2 резервированными блоками питания: 4 батареи.
Резервированная станция SIMATIC PCS 7 AS Redundancy Station:
- С 2 блоками питания: 4 батареи;
- С 2 x 2 резервированными блоками питания: 8 батарей