Программируемые контроллеры SIMATIC S7-400 и дополнительные модули в наличии

Обзор

SIMATIC S7-400 – это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности. Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства.

Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.

Модификации контроллеров

SIMATIC S7-400

Мощные программируемые котроллеры для построения систем управления средней и высокой степени сложности.
Решение практически любых задач управления.
Широкий спектр модулей и широкая гамма центральных процессоров для максимальной адаптации к требованиям решаемой задачи.
Высокая гибкость, обеспечиваемая простотой использования систем распределенного ввода-вывода и мощными коммуникационными возможностями.
Удобство обслуживания, работа с естественным охлаждением.
Гибкие возможности расширения по мере развития объекта управления.

SIMATIC S7-400H

Программируемые контроллеры с резервированной структурой, обеспечивающие высокую надежность функционирования системы управления.
Резервирование всех основных функций на уровне операционной системы центральных процессоров.
Высокий коэффициент готовности, обеспечиваемый применением переключаемых конфигураций системы ввода-вывода.
Возможность использования стандартных конфигураций систем ввода-вывода.
Горячее резервирование: автоматическое безударное переключение на резервный блок в случае отказа ведущего бока.
Конфигурации на основе двух стандартных или одной специализированной монтажной стойки.
Использование резервированных сетей PROFIBUS DP для повышения надежности функционирования системы распределенного ввода-вывода.

SIMATIC S7-400F/FH

Построение систем автоматики безопасности и противоаварийной защиты (систем ПАЗ).
Использование обычных или резервированных структур ввода-вывода, повышающих надежность функционирования системы управления.
Снижение затрат на монтаж цепей ввода-вывода автоматики безопасности. Применение высоко надежной связи через PROFIBUS DP или PROFINET IO с использованием профиля PROFISafe.
Использование базовых компонентов S7-400H, станций распределенного ввода-вывода ET 200M с F-модулями, а также станций ET 200S PROFIsafe, ET 200pro PROFIsafe, ET 200eco PROFIsafe.
Возможность применения смешанных структур ввода-вывода, включающих в свой состав стандартные модули, F-модули и модули PROFIsafe.

SIPLUS S7-400/S7-400H/S7-400F/S7-400FH

Программируемые контроллеры, ориентированные на работу в атмосфере с содержанием агрессивных примесей и аэрозолей. Некоторые модули этой серии сохраняют работоспособность в диапазоне температур от -25 до +60°C.

Функциональные модули для SIMATIC S7-400

Коммуникационный процессор CP 440 для PtP связи
Коммуникационные процессоры CP 441-1 и CP 441-2 для PtP связи
Коммуникационный процессор CP 443-1 для Industrial Ethernet
Коммуникационный процессор CP 443-1 Advanced для Industrial Ethernet/ Internet/ PROFINET
Коммуникационный процессор CP 443-5 Basic для PROFIBUS FMS
Коммуникационный процессор CP 443-5 Extended для PROFIBUS DP
Монтажная стойка базового блока CR2
Монтажная стойка базового блока CR3
Стойка расширения ER1
Стойка расширения ER2
Модуль расширения EXM 438-1
Коммуникационные модули EXM 448/ EXM 448-1/ EXM 448-2
Модуль скоростного счета FM 450-1
Модуль позиционирования FM 451
Модуль электронного командоконтроллера FM 452
Модуль позиционирования FM 453
Модули автоматического регулирования FM 455
Функциональный модуль FM 458-1 DP
Интерфейсные модули IM 460-0/IM 461-0
Интерфейсные модули IM 460-1/IM 461-1
Интерфейсные модули IM 460-3/IM 461-3
Интерфейсный модуль IM 463-2
Интерфейсные модули IM 467/IM 467FO
Модули PS 405 и PS 407
Интерфейсные модули SB, SU
Соединительные кабели SC6
Стойки расширения SIMATIC S5
Модульные соединители SIMATIC TOP Connect
Модуль вывода аналоговых сигналов SM 432
Универсальная монтажная стойка UR1
Универсальная монтажная стойка UR2-H
Универсальная монтажная стойка UR2

Сертификаты и одобрения

SIMATIC S7-400 отвечает требованиям целого ряда национальных и международных стандартов:

Сертификат соответствия и метрологический сертификат Госстандарта России. Текущие версии сертификатов размещены в Internet: www.siemens.ru/ad/as
DIN, EN, IEC, UL, CSA, FM класс 1, раздел 2, группы A, B, C и D, температурная группа T4 (до 134 °C).

Морские сертификаты:

American Bureau of Shipping,
Bureau Veritas,
Des Norske Veritas,
Germanischer Lloyd,
Lloyds Register of Shipping.

Назначение

SIMATIC S7-400 – это мощный программируемый контроллер для построения систем управления средней и высокой степени сложности. Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, гибкие возможности расширения, мощные коммуникационные возможности, простота создания распределенных систем управления и удобство обслуживания делают SIMATIC S7-400 идеальным средством для решения практически любых задач автоматизации.

Основными областями применения SIMATIC S7-400 являются:

машиностроение;
автомобильная промышленность;
складское хозяйство;
технологические установки;
системы измерения и сбора данных;
текстильная промышленность;
упаковочные машины и линии;
производство контроллеров;
автоматизация машин специального назначения;
автоматизация непрерывных производств.

Несколько типов центральных процессоров различной производительности и широкий спектр модулей с множеством встроенных функций существенно упрощают разработку систем автоматизации на основе SIMATIC S7-400.

Если алгоритмы управления становятся более сложными и требуют применения дополнительного оборудования, контроллер позволяет легко нарастить свои возможности установкой дополнительного набора модулей.

Программируемый контроллер SIMATIC S7-400H разработан для построения систем автоматического управления, отличающихся повышенной надежностью функционирования. Наличие резервированной структуры позволяет продолжать работу в случае возникновения одного или нескольких отказов в его компонентах. Как правило, такие системы управляют производствами, простой которых вызывает большие экономические потери.

Благодаря своей высокой надежности SIMATIC S7-400H может использоваться:

в системах с высокими затратами на перезапуск производства в случае отказа контроллера;
в системах с высокой стоимостью простоя;
в системах управления обработкой ценных материалов (например, в фармацевтической промышленности);
в системах без постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала;
в системах с небольшим количеством обслуживающего персонала.

Программируемые контроллеры S7-400F/FH предназначены для построения систем автоматики безопасности и противоаварийной защиты, в которых возникновение отказов не влечет за собой появление опасности для жизни обслуживающего персонала и не приводит к загрязнению окружающей природной среды. Контроллеры выпускаются в двух модификациях:

S7-400F: система противоаварийной защиты, в которой возникновение отказов приводит к переводу технологического оборудования в безопасные состояния и остановке производственного процесса.
S7-400FH: резервированная система противоаварийной защиты, аналогичная по своему назначению контроллеру S7-400F

На основе программируемых контроллеров S7-400F/FH могутсоздаваться системы противоаварийной защиты, отвечающие требованиям:

классов безопасности AK1…AK6 по DIN V 19250/ DIN V VDE 0801;
уровней безопасности SIL 1…SIL 3 по IEC 61508;
категорий безопасности 1…4 по EN 954-1.

В системах, построенных на основе программируемых контроллеров S7-400F/FH, допускается комбинированное применение компонентов F-систем с компонентами стандартного исполнения. Такие системы способны выполнять функции стандартного управления по отношению к одной и функции автоматики безопасности и противоаварийной защиты по отношению к другой части технологического оборудования. Для проектирования и обслуживания стандартных и F-систем используется единый набор промышленного программного обеспечения.

Конструкция

SIMATIC S7-400 является универсальным контроллером. Он отвечает жестким требованиям промышленных стандартов, обладает высокой степенью электромагнитной совместимости, высокой стойкостью к ударным и вибрационным нагрузкам. Установка и замена модулей контроллера, а также подключенных к нему станций систем распределенного ввода-вывода может производиться без отключения питания (“горячая замена”).

S7-400 имеет модульную конструкцию. Он может комплектоваться широким спектром модулей, устанавливаемых в монтажных стойках в любом порядке. Система включает в свой состав:

Модули блоков питания (PS): используются для подключения SIMATIC S7-400 к источникам питания =24/ 48/ 60/120/ 230 В или ~120/ 230 В.
Модули центральных процессоров (CPU): в составе контроллера могут использоваться центральные процессоры различной производительности. Все центральные процессоры оснащены встроенными интерфейсами MPI и PROFIBUS DP, некоторые модели – встроенным интерфейсом PROFINET. При необходимости, в базовом блоке контроллера может быть использовано до 4 центральных процессоров.
Сигнальные модули (SM): для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.
Коммуникационные модули (CP): для организации последовательной передачи данных через PtP интерфейс, построения систем распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS DP и PROFINET IO, обмена данными через промышленные сети PROFIBUS, PROFINET и Industrial Ethernet, а также через Internet.
Функциональные модули (FM): для решения типовых задач управления, к которым можно отнести скоростной счет, позиционирование, автоматическое регулирование и т.д.

При необходимости в составе S7-400 могут быть использованы:

Интерфейсные модули (IM): для построения систем локального и распределенного ввода-вывода.
Модули SIMATIC S5: все модули ввода-вывода контроллеров SIMATIC S5-115U/-135U/-155U могут устанавливаться в соответствующие стойки расширения SIMATIC S5. Кроме того, модули специального назначения IP и WF могут использоваться как в стойках SIMATIC S5, так и в базовом блоке контроллера SIMATIC S7-400. В последнем случае подключение модулей к внутренней шине контроллера S7-400 выполняется через адаптер.

Простота конструкции S7-400 существенно повышает его эксплуатационные характеристики:

Простота установки модулей. Модули устанавливаются в свободные разъемы монтажных стоек и фиксируются в рабочих положениях винтами. Фиксированные места занимают только блоки питания и некоторые интерфейсные модули.
Внутренняя шина, встроенная в монтажные стойки. Во все монтажные стойки встроена параллельная шина (Р-шина) для скоростного обмена данными с сигнальными и функциональными модулями. Все стойки, за исключением ER1 и ER2 имеют последовательную коммуникационную шину (К-шину) для скоростного обмена большими объемами данных с функциональными модулями и коммуникационными процессорами.
Механическое кодирование фронтальных соединителей, исключающее возможность возникновения ошибок при замене модулей.
SIMATIC TOP Connect: система 1-, 2- и 3-проводных соединителей с терминальными блоками, оснащенными контактами с винтовыми зажимами или пружинными контактами, существенно упрощающая и ускоряющая выполнение монтажных работ.
Фиксированная монтажная глубина: все фронтальные соединители и соединительные проводники располагаются в специальных отсеках модулей и закрываются защитными дверцами. Все модули имеют одинаковую монтажную глубину.
Свободное размещение модулей в разъемах всех монтажных стоек контроллера без ограничений на порядок их размещения.

Система ввода-вывода

Система ввода-вывода программируемого контроллера S7-400 может включать в свой состав две части: систему локального и систему распределенного ввода-вывода. Система локального ввода-вывода образуется модулями, устанавливаемыми в монтажные стойки контроллера, а также монтажные стойки SIMATIC S5. В простейшем случае эта система включает в свой состав только модули, установленные в базовый блок контроллера.

Применение системы локального ввода-вывода рекомендуется в случаях размещения базового блока и стоек расширения на небольших расстояниях друг от друга, например, в одном или рядом стоящих шкафах управления. Стойки расширения, не получающие напряжения питания от передающего интерфейсного модуля, должны комплектоваться собственными модулями блоков питания.

При построении систем локального ввода-вывода на основе монтажных стоек S7-400 и S5 должны выполняться следующие правила:

Система ввода-вывода содержит один базовый блок и несколько стоек расширения. Базовым блоком является монтажная стойка, в которой установлен центральный процессор контроллера.
Каждый базовый блок может содержать не более 6 передающих интерфейсных модулей (IM); не более двух из этих модулей могут содержать цепи питания стоек расширения напряжением =5 В. Каждый передающий интерфейсный модуль снабжен двумя интерфейсами, к которым может подключаться две линии связи (по одной на интерфейс).
Через передающие интерфейсные модули к одному базовому блоку можно подключить до 21 стойки расширения.
В каждой стойке расширения устанавливается приемныйинтерфейсный модуль.
Максимальное расстояние между базовым блоком и стойкой расширения S7 равно 100 м.
Обмен данными по К-шине может быть организован между базовым блоком и только 6-ю стойками расширения.
Все модули блоков питания устанавливаются в крайние левые разъемы соответствующих монтажных стоек базового блока и стоек расширения.

Система распределенного ввода-вывода может включать в свой состав:

Станции систем распределенного ввода-вывода и приборы полевого уровня, подключаемые к контроллеру через сети PROFIBUS DP и PROFINET IO.
Приборы полевого уровня AS-Interface, подключаемые к сети PROFIBUS DP через коммуникационный модуль DP/ASi Link Advanced или к сети PROFINET IO через коммуникационный модуль IE/ASi Link PN IO.