GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BỘ LẬP TRÌNH PLC S7-400/S7-400H/S7-400F/FH

TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-400/S7-400H/S7-400F/FH

1. Tổng quan

S7-400 là PLC mạnh nhất trong các dòng bộ điều khiển SIMATIC. Nó cho phép các giải pháp tự động hóa thành công với Tự động hóa tích hợp toàn diện (TIA). S7-400 là một nền tảng tự động hóa cho các giải pháp hệ thống tập trung vào kỹ thuật quy trình và được đặc trưng chủ yếu bởi tính mô-đun và dự trữ hiệu suất của nó.

S7-400

• PLC nguồn cho dải hiệu suất từ ​​trung bình đến cao cấp
• Giải pháp cho cả những nhiệm vụ đòi hỏi khắt khe nhất
• Với một loạt các mô-đun và CPU được phân loại hiệu năng để thích ứng tối ưu với nhiệm vụ tự động hóa
• Sử dụng linh hoạt thông qua việc triển khai đơn giản các cấu trúc phân tán
• Kết nối thân thiện với người dùng
• Tùy chọn giao tiếp và kết nối mạng tối ưu
• Xử lý thân thiện với người dùng và thiết kế không phức tạp mà không cần quạt
• Có thể mở rộng mà không gặp vấn đề gì khi nhiệm vụ tăng lên
• Đa máy tính:
  Hoạt động đồng thời của một số CPU trong một thiết bị trung tâm S7-400.
  Đa máy tính phân phối hiệu suất tổng thể của S7-400. Ví dụ, các tác vụ phức tạp trong các công nghệ như điều khiển vòng hở, tính toán hoặc giao tiếp có thể được phân chia và gán cho các CPU khác nhau. Và mỗi CPU có thể được chỉ định I/O cục bộ của riêng nó.
• Tính mô đun:
  Bus bảng nối đa năng mạnh mẽ của S7-400 và các giao diện truyền thông có thể được kết nối trực tiếp với CPU cho phép hoạt động hiệu suất cao của nhiều đường truyền thông. Ví dụ, điều này cho phép phân chia thành một đường truyền thông cho HMI và các nhiệm vụ lập trình, một đường cho các thành phần điều khiển chuyển động có khoảng cách đều và hiệu suất cao, và một bus trường I/O "bình thường". Ngoài ra, các kết nối bắt buộc với hệ thống MES/ERP hoặc Internet cũng có thể được triển khai.
• Kỹ thuật và chẩn đoán:
  S7-400 được cấu hình và lập trình cực kỳ hiệu quả cùng với Công cụ Kỹ thuật SIMATIC, đặc biệt trong trường hợp các giải pháp tự động hóa mở rộng với thành phần kỹ thuật cao. Ví dụ, với mục đích này, các ngôn ngữ cấp cao như SCL và các công cụ kỹ thuật đồ họa cho các hệ thống điều khiển tuần tự, biểu đồ trạng thái và sơ đồ định hướng công nghệ đều có sẵn.

S7-400H

• Lớp phủ phù hợp (G3) làm tiêu chuẩn để tăng khả năng chống chịu ảnh hưởng của môi trường
• Hệ thống tự động hóa có tính sẵn sàng cao với thiết kế dự phòng
• Đối với các ứng dụng có yêu cầu cao về an toàn khi xảy ra sự cố:
  Các quy trình có chi phí khởi động lại cao, thời gian ngừng hoạt động tốn kém, ít giám sát và ít tùy chọn bảo trì.
• Các chức năng trung tâm được thiết kế dự phòng
• Tăng tính khả dụng của I/O: chuyển đổi cấu hình I/O
• Cũng có thể sử dụng I/O với tính khả dụng tiêu chuẩn: cấu hình một mặt
• Có thể được sử dụng với hệ thống I/O SIMATIC ET 200SP HA linh hoạt, có thể mở rộng thông qua BƯỚC 7
• Chế độ chờ nóng: Tự động chuyển đổi dự phòng không có phản ứng sang thiết bị dự phòng trong trường hợp có lỗi
• Cấu hình 2 thiết bị trung tâm riêng biệt hoặc 1 chia
• Kết nối I/O đã chuyển đổi thông qua PROFIBUS DP dự phòng hoặc PROFINET I/O dự phòng hệ thống

S7-400F/FH

• Hệ thống tự động hóa không an toàn cho các nhà máy có yêu cầu an toàn cao hơn
• Tuân thủ các yêu cầu an toàn đối với SIL 3 theo tiêu chuẩn IEC 61508, AK6 theo DIN V 19250 và Cat. 4 theo EN 954-1
• Nếu được yêu cầu, cũng có khả năng chịu lỗi thông qua thiết kế dự phòng
• Không cần đi dây bổ sung của I/O định hướng an toàn
• Giao tiếp liên quan đến an toàn thông qua PROFIBUS DP với cấu hình PROFIsafe
• Dựa trên S7-400H và phân phối ET 200 I/O với các mô-đun không an toàn
• Các mô-đun tiêu chuẩn cho các ứng dụng không định hướng an toàn cũng có thể được sử dụng trong hệ thống tự động hóa
• Mô-đun cách ly để sử dụng kết hợp các mô-đun tiêu chuẩn và an toàn trong chế độ an toàn trong một ET 200M

2. Ứng dụng

S7-400

SIMATIC S7-400 là PLC công suất dành cho dải hiệu suất từ ​​trung bình đến cao cấp.

Thiết kế mô-đun và không có quạt, mức độ mở rộng cao, tùy chọn mạng và giao tiếp rộng rãi, triển khai đơn giản các cấu trúc phân tán và xử lý thân thiện với người dùng làm cho SIMATIC S7-400 trở thành giải pháp lý tưởng ngay cả đối với các tác vụ đòi hỏi khắt khe nhất ở mức trung bình đến cao -kết thúc phạm vi hiệu suất.

Các lĩnh vực ứng dụng của SIMATIC S7-400 bao gồm:

• Công nghiệp ô tô, ví dụ như dây chuyền lắp ráp
• Sản xuất thiết bị cơ khí, bao gồm cả sản xuất thiết bị cơ khí đặc biệt
• Công nghệ kho bãi
• ngành thép
• Hệ thống quản lý tòa nhà
• Sản xuất và phân phối điện
• Công nghiệp giấy và in ấn
• chế biến gỗ
• Ngành thực phẩm và đồ uống
• Quy trình kỹ thuật, ví dụ như các tiện ích nước và nước thải
• Công nghiệp hóa chất và hóa dầu
• Dụng cụ và kiểm soát
• Máy đóng gói
• Ngành công nghiệp dược phẩm

Một số lớp CPU được phân loại theo hiệu suất và một loạt các mô-đun với nhiều chức năng thân thiện với người dùng cho phép người dùng thực hiện các tác vụ tự động hóa của họ một cách riêng lẻ.

Trong trường hợp mở rộng nhiệm vụ, bộ điều khiển có thể được mở rộng bất cứ lúc nào mà không tốn nhiều chi phí bằng các mô-đun bổ sung.

SIMATIC S7-400 được sử dụng phổ biến:

• Phù hợp tối đa cho ngành công nghiệp nhờ khả năng tương thích điện từ cao và khả năng chống sốc và rung cao.
• Các mô-đun có thể được kết nối và ngắt kết nối trong khi bật nguồn.

S7-400H

Trong nhiều lĩnh vực của công nghệ tự động hóa, nhu cầu ngày càng tăng liên quan đến tính khả dụng và do đó, sự an toàn của các hệ thống tự động hóa. Có những khu vực mà sự đình trệ của nhà máy có thể dẫn đến chi phí rất cao. Ở đây, chỉ các hệ thống dự phòng mới có thể đáp ứng các yêu cầu về tính khả dụng.

SIMATIC S7-400H chịu lỗi đáp ứng các yêu cầu này. Nó tiếp tục hoạt động ngay cả khi các bộ phận của bộ điều khiển bị lỗi do một hoặc nhiều lỗi. Tính khả dụng đạt được theo cách này làm cho SIMATIC S7-400H đặc biệt phù hợp cho các lĩnh vực ứng dụng sau:

• Các quy trình có chi phí khởi động lại cao sau khi bộ điều khiển bị lỗi (thường là trong ngành quy trình).
• Các quy trình có thời gian dừng tốn kém
• Các quy trình liên quan đến vật liệu có giá trị, ví dụ như trong ngành dược phẩm.
• Ứng dụng không được giám sát
• Các ứng dụng với nhân viên bảo trì giảm

dữ liệu đặt hàng

Có thể tìm thấy dữ liệu đặt hàng của các thành phần cho S7-400H với các mô-đun liên quan trong "S7-400/S7-400H/S7-400F/FH".

S7-400F/FH

Hệ thống tự động hóa an toàn SIMATIC S7-400F/FH được sử dụng trong các nhà máy có yêu cầu an toàn cao hơn. Nó kiểm soát các quy trình mà việc tắt máy ngay lập tức không gây nguy hiểm cho nhân viên hoặc môi trường. S7-400F/FH có hai thiết kế cơ bản:

• S7-400F:
  Hệ thống tự động hóa không an toàn. Trong trường hợp có sự cố trong hệ thống điều khiển, quá trình sản xuất được đưa về trạng thái an toàn và bị gián đoạn.
• S7-400FH:
  Hệ thống tự động hóa an toàn và có tính sẵn sàng cao. Trong trường hợp có lỗi trong hệ thống điều khiển, các bộ phận điều khiển dự phòng sẽ can thiệp và tiếp tục điều khiển quy trình sản xuất.

Việc sử dụng bổ sung các mô-đun tiêu chuẩn giúp thiết lập một hệ thống điều khiển tích hợp đầy đủ cho một nhà máy nơi các nhiệm vụ không liên quan đến an toàn và các nhiệm vụ liên quan đến an toàn cùng tồn tại. Toàn bộ nhà máy được cấu hình và lập trình với cùng các công cụ tiêu chuẩn.

3. Thiết kế

SIMATIC S7-400 có sẵn trong một số phiên bản:

• S7-400:
  PLC nguồn cho dải hiệu suất từ ​​trung bình đến cao cấp với thiết kế mô-đun, không quạt.
• S7-400H:
  Hệ thống tự động chịu lỗi với thiết kế dự phòng cho các ứng dụng không an toàn.
• S7-400F/FH:
  Hệ thống tự động hóa an toàn với thiết kế dự phòng cũng có thể có tính sẵn sàng cao.

S7-400

Hệ thống tự động hóa S7-400 được thiết kế theo kiểu mô-đun. Nó có một loạt các mô-đun có thể được kết hợp riêng lẻ.

Một hệ thống bao gồm những điều sau đây:

• Mô-đun cấp nguồn (PS):
  để kết nối SIMATIC S7-400 với điện áp nguồn 120/230 V AC hoặc 24 V DC.
• CPU:
  Các CPU khác nhau có giao diện PROFIBUS DP tích hợp có sẵn cho các phạm vi hiệu suất khác nhau. Tùy thuộc vào loại, chúng cũng có sẵn với giao diện PROFINET tích hợp. Giao diện PROFIBUS cho phép kết nối tới 125 PROFIBUS DP. Có thể kết nối tối đa 256 thiết bị PROFINET IO với giao diện PROFINET. Tất cả các CPU của SIMATIC S7-400 đều có thể xử lý các cấu hình cực lớn. Ngoài ra, một số CPU có thể hoạt động cùng nhau trong đa máy tính trong một bộ điều khiển trung tâm để tăng hiệu suất. Các CPU cho phép thời gian chu kỳ máy ngắn nhờ tốc độ xử lý hiệu quả và thời gian phản hồi xác định.
• Mô-đun tín hiệu (SM) cho đầu vào/đầu ra kỹ thuật số (DI/DO) và tương tự (AI/AO)
• Bộ xử lý truyền thông (CP), ví dụ: cho liên kết xe buýt và kết nối điểm-điểm
• Các mô-đun chức năng (FM):
  Các chuyên gia cho các tác vụ đòi hỏi khắt khe như đếm, định vị và điều khiển cam đầu ra.

Những điều sau đây cũng có thể được sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu:

• Mô-đun giao diện (IM):
  để kết nối bộ điều khiển trung tâm và khối mở rộng. Bộ điều khiển trung tâm của SIMATIC S7-400 có thể hoạt động với tối đa 21 khối mở rộng.
• Các mô-đun SIMATIC S5:
  Tất cả các mô-đun đầu vào/đầu ra của SIMATIC S5-115U/-135U/-155U đều có thể định địa chỉ trong các đơn vị mở rộng SIMATIC S5 có liên quan. Ngoài ra, có thể sử dụng các mô-đun IP và WF nhất định của SIMATIC S5 cả trong S5 EU và trực tiếp trong CC (sử dụng vỏ bộ điều hợp).

3.1 Mở rộng

Nếu người dùng yêu cầu nhiều hơn một bộ điều khiển trung tâm cho các ứng dụng tự động hóa của họ, S7-400 có thể được mở rộng:

• tối đa. 21 khối mở rộng:
  Có thể kết nối tối đa 21 khối mở rộng (EU) với bộ điều khiển trung tâm (CC).
• Kết nối của các mô-đun giao diện (IM):
  CC và EU được kết nối thông qua gửi và nhận IM. Các IM gửi được cắm vào CC và các IM nhận liên quan được cắm vào các EU xuôi dòng. Có thể cắm tối đa 6 IM gửi vào CC (trong đó tối đa 2 IM với chuyển 5-V) và tối đa 1 IM nhận có thể cắm vào EU. Mỗi IM gửi có 2 giao diện để kết nối mỗi đường một. Có thể kết nối tối đa 4 EU (không truyền 5-V) hoặc 1 EU (có truyền 5-V) với mỗi giao diện của IM gửi.
• Khe cắm cố định cho các mô-đun nguồn điện:
  Các mô-đun nguồn điện phải luôn được cắm ở phía ngoài cùng bên trái trong CC và EU.
• Trao đổi dữ liệu bị hạn chế qua bus C:
  Chỉ trao đổi dữ liệu qua bus C giữa CC và sáu EU (EU 1 đến EU 6).
• Mở rộng trung tâm:
  Được khuyến nghị cho các thiết lập nhỏ hơn hoặc tủ điều khiển trực tiếp tại máy. Nguồn 5-V cũng có thể được cung cấp tùy chọn.
• tối đa. khoảng cách giữa CC và EU cuối cùng của một dòng: 1,5 m với truyền 5 V, 3 m không truyền 5 V.
• Mở rộng phân tán với các EU:
  Được khuyến nghị trong các nhà máy có diện tích lớn nơi một số EU được đặt tại các địa điểm riêng lẻ. Có thể sử dụng tối đa S7-400 EU hoặc SIMATIC S5 EU.
• tối đa. khoảng cách giữa CC và EU cuối cùng của một dòng: xấp xỉ. 100 m với S7 EU, 600 m với S5 EU.
• Lưu ý Đối với kết nối phân tán của các thiết bị mở rộng S5 với S7-400:
  IM 463-2 có thể được sử dụng trong CC của S7-400 và IM 314 được sử dụng trong S5 EU. Có thể kết nối các S5 EU sau với S7-400:
• EC 183U
• VÍ DỤ 185U
• VÍ DỤ 186U
• IS 701-2
• IS 701-3

• Mở rộng phân tán với ET 200:
  được khuyến nghị cho các nhà máy có diện tích cực lớn. Một đường dây có tối đa 125 nút bus có thể được kết nối thông qua giao diện PROFIBUS DP của CPU. Khoảng cách tối đa giữa Trung tâm điều hành và nút cuối cùng trên tuyến: 23 km (với cáp quang).

3.2 Quá trình truyền thông qua PROFIBUS DP

SIMATIC S7-400 có thể được kết nối với tư cách là chủ với PROFIBUS DP thông qua giao diện PROFIBUS DP tích hợp của S7-400-CPU (tùy chọn).

Những thứ sau đây có thể được kết nối với tư cách là chủ trên PROFIBUS DP:

• SIMATIC S7-400 (CPU, CP 443-5)
• SIMATIC S7-300 (CPU, CP 342-5 DP hoặc CP 343-5)
• SIMATIC C7 (thông qua C7 với giao diện PROFIBUS DP hoặc PROFIBUS DP CP)

3.3 Truyền dữ liệu qua giao diện đa điểm (MPI)

Giao diện đa điểm (MPI) là giao diện truyền thông được tích hợp vào CPU của SIMATIC S7-400.

Nó dùng để:

• Lập trình và tham số hóa
• Kiểm soát và giám sát vận hành
• Thiết lập các cấu trúc liên kết mạng đơn giản liên quan đến các đối tác truyền thông bình đẳng
• Tùy chọn kết nối đa dạng:
  MPI cho phép kết nối đồng thời lên đến 32 nút:
• PG/PC
• hệ thống HMI
• S7-200 (dưới dạng)
• S7-300
• S7-400
• C7
• Bus truyền thông nội bộ (bus C);
  bộ xử lý truyền thông và mô-đun chức năng có kết nối bus C có thể được xử lý thông qua giao diện MPI hoặc DP của CPU thông qua bus C của S7-400. Điều này cho phép truy cập trực tiếp từ PG đến các mô-đun được kết nối trên xe buýt C. Bus C có thể được chuyển tới tối đa 6 đơn vị mở rộng thông qua các mô-đun giao diện.
• Dữ liệu hiệu suất của MPI:
• Lên đến 32 nút MPI
• Tốc độ truyền dữ liệu lên đến 12 Mbps
• Các tùy chọn lắp đặt linh hoạt:
  Các thành phần đã được chứng minh tại hiện trường được sử dụng để thiết lập giao tiếp MPI: Cáp bus, đầu nối bus và bộ lặp RS 485 (12 Mbps) từ PROFIBUS và phạm vi "I/O phân tán".
  Chúng cho phép thích ứng tối ưu của thiết kế với các yêu cầu. Ví dụ: tối đa 9 bộ lặp có thể được chuyển mạch nối tiếp để thu hẹp khoảng cách lớn hơn giữa hai nút MPI bất kỳ.
• DP master:
  MPI của S7-400 cũng có thể được cấu hình làm DP master. Lên đến tối đa 32 DP. 12 Mbps sau đó có thể được kết nối. Chức năng lập trình và chức năng giao diện người máy sau đó được giữ lại

3.4 Truyền dữ liệu qua CP (điểm-điểm)

Các kết nối điểm-điểm mạnh mẽ có thể được thực hiện thông qua bộ xử lý truyền thông CP 441.

• Các tùy chọn kết nối đa dạng, bao gồm, ví dụ:
• máy tính cá nhân
• SIMATIC S5/S7
• máy tính công nghiệp
• PLC từ các nhà sản xuất khác
• Máy quét, đầu đọc mã vạch, hệ thống nhận dạng
• điều khiển robot
• máy in
• Giao diện biến đổi:
  Các mô-đun giao diện có thể thay thế cho phép giao tiếp bằng các phương tiện truyền dẫn khác nhau:
• 20 mA (TTY)
• RS 232C (V.24)
• RS 422/485

4. Chức năng

Một loạt các tính năng hỗ trợ người dùng lập trình, chạy thử và bảo dưỡng S7-400:

• Thực thi lệnh tốc độ cao.
• Gán tham số thân thiện với người dùng
• Giao diện người máy:
  Các dịch vụ OCM thân thiện với người dùng đã được tích hợp vào hệ điều hành của S7-400.
• Các chức năng chẩn đoán và tự kiểm tra:
  Hệ thống chẩn đoán thông minh của CPU liên tục kiểm tra khả năng hoạt động của hệ thống và ghi lại các lỗi cũng như các sự kiện hệ thống cụ thể.
• Mật khẩu bảo vệ.
• Công tắc chế độ.
• Các chức năng hệ thống.

SIMATIC S7-400 tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế:

• đánh dấu CE
• phê duyệt UL
• Phê duyệt CSA hoặc phê duyệt cULus
• phê duyệt FM
• phê duyệt ATEX
• C-Tick, đánh dấu EMC cho Úc và New Zealand
• IEC 61131-2
• Phê duyệt hàng hải của cơ quan phân loại
• ABS (Cục vận chuyển Hoa Kỳ)
• BV (Cục Veritas - Hiệp hội phân loại hàng hải của Pháp)
• DNV (Det Norske Veritas)
• GL (Germanischer Lloyd)
• LRS (Đăng ký vận chuyển của Lloyds)
• Lớp NK (Nippon Kaiji Kyokai)

Để biết chi tiết, hãy tham khảo Hướng dẫn sử dụng "Thông số kỹ thuật mô-đun S7-400 của Hệ thống tự động hóa S7-400".

♦ Để nhận thêm thông tin về sản phẩm, tư vấn giải pháp phù hợp với nhu cầu sử dụng. Hãy liên hệ với chúng tôi - Công ty CP Cơ điện tử Minh Khang qua Hotline/Zalo: 0787. 18.39.39 

Công ty Cổ phần Cơ Điện Tử Minh Khang

Điện thoại: 0787.18.39.39

Email: mikhaco.jsc@gmail.com

Website: https://mkc.com.vn/