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CPU-Spektrum
Zum Aufbau der Steuerung steht ein abgestuftes CPU-Spektrum
von der Einsteiger-CPU bis hin zur Hochleistungs-CPU zur
Verfügung.
Alle CPUs beherrschen große Mengengerüste und zur Leistungssteigerung
können mehrere CPUs im Multicomputing
zusammenarbeiten. Die CPUs ermöglichen durch ihre effiziente
Bearbeitungsgeschwindigkeit und deterministischen Reaktionszeiten
kurze Maschinentaktzeiten.
Die verschiedenen CPUs unterscheiden sich z.B. in Arbeitsspeicher,
Adressumfang, Anzahl der Verbindungen und Bearbeitungszeit.
Neben den Standard-CPUs stehen auch 2 fehlersichere
und 2 hochverfügbare CPUs zur Verfügung. Neu im CPU-
Spektrum sind auch 3 CPUs mit integrierter PROFINET-Schnittstelle.
CPU-Spektrum der S7-400 Standard CPUs
Multicomputing
Multicomputing, d.h. der gleichzeitige Betrieb mehrerer CPUs
in einem S7-400-Zentralgerät, bietet dem Anwender verschiedene
Vorteile:
■
64
32
Anzahl
Verbindungen
Speicher in MB
30,0
11,2
5,6
2,8
1,0
0,5
0,288
CPU 412-1
CPU 412-2
CPU 414-2
CPU 414-3
CPU 416-2
CPU 416-3
CPU 417-4
16 0,075 0,045 0,03 0,018
4
8
16
Addressumfang
Ein-/Ausgänge in KB
Bearbeitungszeit
Binärbefehl in µs
Durch Multicomputing kann die Gesamtleistung einer
S7-400 aufgeteilt werden. Z.B. können komplexe Aufgaben
in Technologien wie Steuern, Rechnen oder Kommunizieren
zerlegt und verschiedenen CPUs zugeordnet werden.
Dazu wird jeder CPU ihre eigene, lokale Peripherie zugeteilt.
■
Außerdem können beim Multicomputing verschiedene
Aufgaben voneinander entkoppelt werden, d.h. eine CPU
bearbeitet die zeitkritischen Prozessaufgaben und eine andere
CPU die zeitunkritischen Aufgaben.
Im Multicomputing-Betrieb verhalten sich alle CPUs wie eine
einzige CPU, d.h. wenn eine CPU in STOP geht, werden auch
die anderen CPUs angehalten. Über Synchronisationsaufrufe
können die Aktionen mehrerer CPUs befehlsgranular koordiniert
werden.
Und außerdem geschieht der Datenaustausch zwischen den
CPUs über den Mechanismus “Globale Daten” extrem schnell.
Performance
Die S7-400 zeichnet sich nicht nur durch kurze Reaktionszeiten,
sondern auch durch große Leistungsreserven aus. Dadurch
können auch bei gleichzeitig erforderlicher Kommunikation
oder anderen unvorhersehbaren Belastungen sehr kurze
Reaktionszeiten erreicht werden. Somit werden spezifizierte
Reaktionszeiten, z.B. die Reaktion eines Ausgangssignals auf
die Änderung eines Eingangssignals ermöglicht.
Außerdem können zusätzliche Funktionen ohne weitere Hardware-Investitionen
in die CPUs integriert werden. Beispiele für
neue Funktionen sind die Speicherung und Bearbeitung von
Qualitätsdaten, die komfortable Diagnose oder die vertikale
Integration in übergeordnete MES-Lösungen. Die verbesserte
Kommunikationsleistung ermöglicht eine schnelle Kommunikation
über Industrial Ethernet sowie eine effiziente Anbindung
der Feldebene über PROFIBUS, z.B. bei taktsynchronen
Aufgaben.
Diagnose
Das intelligente Diagnosesystem der CPUs kontrolliert kontinuierlich
die Funktionsfähigkeit des Systems sowie des Prozesses
und registriert Fehler und spezifische Systemereignisse;
dabei können auch eigene Diagnosemeldungen hinzugefügt
werden.
Über diese Diagnose kann ermittelt werden, ob die Signalerfassung
(bei Digitalbaugruppen) oder Analogverarbeitung
(Analogbaugruppen) der Baugruppe fehlerfrei funktioniert.
Bei Vorliegen einer Diagnosemeldung (z.B. „Fehlende Geberversorgung“)
löst die Baugruppe einen Diagnosealarm aus.
Die CPU unterbricht dann die Bearbeitung des Anwenderprogramms
und bearbeitet den entsprechenden Diagnosealarmbaustein.
Über Prozessalarme können Prozess-Signale überwacht
und Reaktionen auf Änderungen der Signale ausgelöst
werden.
SIMATIC S7-400 45