PLC Siemens S7-400

S7-400 là dòng PLC Siemens mạnh nhất của họ SIMATIC được Siemens sản xuất. PLC S7-400 có các ưu điểm vượt trội hơn so với các bộ điều khiển logic khả trình trước nó về cả phần cứng và phần mềm. Tốc độ xử lý của CPU cao, phù hợp cho cấu hình trung tâm và cấu hình trạm phân tán yêu cầu số lượng lớn các I/O, Function (S7-400 thường được sử dụng trong các ứng dụng lớn và cực lớn). Các module tín hiệu có thể lắp vào, gỡ ra một cách dễ dàng nên rất thuận tiện khi thay thế các module. S7-400 Series bao gồm: CPU 412, CPU 414, CPU 416 và CPU 417.

Tốc độ xử lý nhanh: tốc độ xử lý lên tới 0.1 tới 0.2µs, chu kỳ vòng quét nhỏ. Tập lệnh mạnh và hoàn chỉnh đáp ứng các nhiệm vụ phức tạp . Có thẻ nhớ (MMC- flash Eproom) đế mở rộng bộ nhớ hoặc backup dữ liệu.

Truyền thông: S7-400 sử dụng các mạng truyền thông INDUSTRIAL ERTHERNET cho cấp giám sát, PROFIBUS cho cấp trường, AS-I cho cảm biến và thiết bị chấp hành, MPI nối giữa các thiết bị CPU, PG/PC, TD/TO. Sử dụng các loại mạng điểm-điểm hoặc bus truyền thông qua giao diện tích hợp trên bus trường sử dụng CPU hoặc IM (module giao diện hoặc FM, CP)

Giao diện MPI: MPI là giao diện để tích hợp các hệ thống PG/PC, HMI với các hệ thống SIMATIC S7/C7/WinAC, có thể nối tối đa tới 125 điểm MPI với tốc độ truyền tới 187.5Kbit/s. Thông qua MPI mà ta có thể truyền dữ liệu giữa các bộ điều khiển với nhau, có nghĩa là 1 CPU có thể truy cập tới nhiều các đầu vào ra khác nhau của các bộ điều khiển khác. Ngoài ra HM còn được tích hợp trong hệ điều hành S7-400 và truyền dữ liệu tới các trạm vận hành mà không cần lập trình giúp điều khiển vận hành qua giao diện.

Giao diện PROFIBUS – DP: S7-400 có thể nối vào bus trường PROFIBUS có thể dễ dàng tạo ra chương trình phân tán giúp truyền thông với các thiết bị trường. Các module vào ra phân tán được thiết lập bằng STEP7 tương tự như các module vào ra tập chung, do vậy S7-400 có thể được sử dụng làm các trạm master hay slave.

Tính năng chia sẻ: Có thể điều khiển giám sát và lập trình thông qua cả 2 giao diện (MPI và PD ). Ví dụ như cho 1 thiết bị PG có thể lập trình và vận hành cho nhiều CPU hoặc nhiều thiết bị PG có thể truy cập 1 CPU.

Giao diện phụ: Ngoài giao diện MPI, DP thì S7-400 còn có thêm 1 số cổng serial (PtP-Point to Point), nối các máy quét . Đây là giao diện RS422/RS485 cho phép tốc độ truyền 38.4Kbit/s.

Ứng dụng SIMATIC S7-400

SIMATIC S7-400:

SIMATIC S7-400 là PLC mạnh mẽ có phạm vi hiệu suất từ mức trung bình đến mức hiệu suất cao nhất. Thiết kế dạng module không quạt, khả năng mở rộng cao, nhiều tùy chọn truyền thông và cấu trúc mạng, thực thi đơn giản các cấu trục phân tán và thân thiện người dùng giúp cho SIMATIC S7-400 trở thành giải pháp lý tưởng cho hầu hết yêu cầu hệ thống khắt khe nhất từ phạm vi hiệu suất trung bình đến cực cao.

• Công nghệ sản xuất ô tô, dây truyền lắp ráp
• Ngành chế tạo các thiết bị cơ khí, đặc biệt sử dụng trong ngành chế tạo các chi tiết cơ khí đặc biệt
• Công nghệ kho lưu trữ
• Ngành sản xuất thép
• Hệ thống quản lý tòa nhà
• Nhà máy điện và truyền tải
• Công nghệ giấy và in ấn
• Ngành gỗ
• Công nghệ thực phẩm
• Qui trình công nghệ như lọc nước hay xử lý nước thải
• Ngành công nghiệp lọc hóa dầu
• Ngành đóng gói
• Dược phẩm
• Đo lường và điều khiển.

SIMATIC S7-400 được sử dụng phổ biến bởi sự phụ hợp tối đa cho các ngành công nghiệp nhờ khả năng tương tích điện từ cao và khả năng chống rung chống sốc. Các module có thể được kết nối và ngắt kết nối mà không cần ngắt nguồn.

SIMATIC S7-400H

Trong nhiều lĩnh vực của công nghệ tự động hóa, nhu cầu về mức độ sẵn sàng và dừng an toàn fail-safety của hệ thống tụ động ngày càng tăng. Nhiều lĩnh vực một nhà máy dừng hoạt động có thể dẫn đến hậu quả chi phí cực kỳ cao. Do đó, chỉ có hệ thống dự phòng mới có thể đáp ứng được yêu cầu về tính khả dụng của hệ thống.

Tính năng Fault-tolerant của SIMATIC S7-400 có thể đáp ứng được yêu cầu. Có có thể tiếp tục hoạt động ngay cả khi một số phần của hệ thống không hoạt động do một hoặc một số lỗi. Tính khả dụng này giúp cho SIMATIC S7-400H đặc biệt phù hợp với các lĩnh vực ứng dụng sau:

• Các qui trình có chi phí khởi động lại cao sau khi hệ thống điều khiển bị lỗi
• Thời gian dừng máy đắt đỏ
• Các qui trình liên quan đến các vật liệu có giá trị cao
• Các ứng dụng không giám sát
• Các ứng dụng hạn chế nhân viên bảo trì

SIMATIC S7-400F/FH

Hệ thống tự động S7-400F/FH được sử dụng trong các nhà máy đòi hỏi cao về an toàn. Nó kiểm soát các quá trình mà ở đó việc dừng máy đột ngột không gây nguy hại đến con người hoặc môi trường. S7-400F/FH có 2 thiết kế cơ bản:

S7-400F: Hệ thống tự động hóa Fail-safe. Trong trường hợp xảy ra lỗi hệ thống, qui trình sản xuất sẽ được đưa đến trạng thái an toàn và dừng.

S7-400FH: Hệ thống tự đống Fail-safe và mức độ khả dụng cao. Trong trường hợp xảy ra lỗi trong hệ thống điều khiển, các bộ phận điều khiển dự phòng sẽ can thiệp và tiếp tục điều khiển quá trình sản xuất. Việc sử dụng bổ sung các module tiêu chuẩn giúp nó có thể thiết lập một hệ thống tự động toàn diện cho các nhà máy vừa bao gồm các công việc yêu cầu an toàn và không yêu cầu về an toàn.

Đặc Điểm Kỹ Thuật S7-400

SIMATIC S7-400 có các version:

S7-400

• PLC có dãy hiệu suất từ mức trung đến cao với thiết kế module, không quạt
• Giải pháp cho những nhiệm vụ khó khăn nhất
• Đầy đủ các loại module và dãy CPU hiệu suất khác nhau đáp ứng tối ưu các yêu cầu của hệ thống tự động hóa
• Các kết nối giao tiếp thân thiện dễ sử dụng
• Có thể mở rộng mà không gặp bất cứ khó khăn nào nhu cầu công việc tăng lên
• Đa nhiệm: các CPU có thể hoạt động đồng bộ với nhau trong hệ thống điều khiển tập trung S7-400. Các tác vụ phức tạp trong công nghệ như điều khiển vòng hở, tính toán hoặc truyền thông có thể được phân chia và gán cho các CPU khác nhau.  Và mỗi CPU có thể được gán các I/O cục bộ của riêng nó.
• Thiết kế Module: Với sức mạnh của backplane bus của S7-400 và các giao tiếp truyền thông có thể được kết nối trực tiếp đên CPU giúp nâng cao hiệu suất hoạt động các đường truyền thông. Điều này cho phép phân chia một đường truyền cho HMI và các công việc lập trình, một đường cho các bộ điều khiển chuyển động hiệu suất cao và tương đương, và một bus I/O bình thường. Ngoài ra cũng có thể thực hiệt các kết nối bắt buộc với hệ thống MES/ERP.
• Cấu hình và chuẩn đoán: Hệ thống S7-400 được cấu hình và lập trình cực kỳ hiệu quả với các công cụ lập trình của SIMATIC đặc biệt trong trường hợp mở rộng các giải pháp tự động hóa với các yêu cầu và thành phần thiết bị cao.

S7-400H

• Mức độ sẵn sàng tự động hóa cao với thiết kế dự phòng
• Cho các ứng dụng đòi hỏi mức độ fail-safety cao
• Các hệ thống có qui trình khởi động lại với chi phí cao, thời gian dừng đắt đỏ, mức độ giám sát thấp, và ít tùy chọn giám sát bảo trì
• Chức năng trung tâm được thiết kế dự phòng
• Tăng mức độ khả dụng của các I/O: chuyển đổi cấu hình I/O
• Cũng có thể sử dụng các I/O với mức khả dụng tiêu chuẩn: cấu hình single-sided
• Hot stand-by: tự động chuyển đổi sang các thiết bị stand-by trong trường hợp xảy ra xự cố
• Có thể cấu hình với 2 giá đỡ riêng biệt hoặc một giá đỡ phân chia
• Kết nối các I/O chuyển đổi thông qua PROFIBUS DP dự phòng hoặc hệ thông PROFINET I/O dự phòng

S7-400F/FH

• Hệ thống tự động Fail-safe cho các nhà máy đòi hỏi tăng mức độ an toàn
• Tuân thủ yêu cầu an toàn đối với SIL 3 theo tiêu chuẩn IEC61508, AK6 phù hợp với DIN V 19250 và Cat. 4 theo EN 954-1
• Nếu được yêu cầu cũng có thể sử dụng chức năng Fault-tolerant thông qua thiết kế dự phòng
• Không cần đi dây bổ sung các I/O liên quan để an toàn
• Giao tiếp an toàn thông qua PROFIBUS DP với prile PROFIsafe
• Dựa trên nền tảng S7-400H và ET 200 I/O với module fail-safe
• Các Standard module cho các ứng dụng không liên quan đến an toàn cũng có thể được sử trong hệ thống tự động
• Các module Isolation sử dụng kết hợp các module Fail-safe và module tiêu chuẩn ở chế độ safety trong ET 200M