SIMATIC_S7 400
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7/21/2019 SIMATIC_S7 400
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SIMATIC S7-400El autmata ms potente
Descripcin abreviada Mayo 2001
SIMATICController
SIMATIC S7-400: el autmata o PLCpara automatizacin manufactureray de procesos
El SIMATICS7-400es el PLC mspotente para todas las aplicaciones deautomatizacin de gama alta, tanto enla industria manufacturera como deprocesos, es decir, en lneas disconti-nuas y continuas. Tanto en su versinestndar, en la de alta disponibilidad oen la de seguridad positiva, el S7-400ofrece una plataforma ideal para todaslas aplicaciones y reduce los gastos deingeniera, formacin y gestin de
repuestos. Gracias a su estructuramodular con prestaciones escalables,el S7-400 se adapta exactamente alproblema planteado. La extensafuncionalidad del sistema y su fcilmanejo hacen del SIMATIC S7-400 lamejor solucin tcnica y econmicapara resolver las tareas de automatiza-cin ms diversas en los sectoressiguientes:
Industria del automvil (p. ej. lneasde fabricacin)
Maquinaria, incl. maquinariaespecial
Almacenes automatizados Automatizacin de edificios Industria siderrgica Generacin y distribucin de energa Industria del papel y de artes
grficas
Industria alimentaria Procesos, p. ej. depuracin de
aguas residuales
Industria qumica y petroqumica
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Caractersticas generales
El S7-400 se caracteriza por:
Tiempos de ejecucin de instruccio-nes extremadamente cortos para tra-tamiento ultrarrpido del programa
Tiempos de respuesta determinsti-cos de una seal de salida frente acambios en la seal de entrada infe-riores a 0,5 ms
Funcionamiento sin necesidad deventiladores y posibilidad de desen-chufar y enchufar los mdulos de E/Sen configuracin centralizada y des-centralizada durante el funciona-miento
Gama escalonada de CPUs; ampliagama de mdulos de E/S y granseleccin de mdulos de funcincon capacidad de conexin a todo elmundo PROFIBUS, tambin parasolucin integrada de aplicacionesde control de movimiento
Expansibilidad granular de la poten-cia en la CPU dentro de un mismoequipo gracias a multiprocesa-miento
Configuracin altamente eficienteusando los lenguajes de alto nivelque se apoyan en STEP7 y herra-mientas grficas de ingeniera
Almacenamiento en la CPU de todoslos datos del proyecto inclusive fuen-tes de programa y archivos propiosdel cliente
Integracin en sistemas de tecnolo-ga de la informacin (pginas Web ye-mail) va Ethernet
Variantes de alta disponibilidad y deseguridad positiva para automatizarprocesos con altos requisitos de
seguridad contra fallos o averasUn sistema S7-400 consta de:
Panel posterior Fuente de alimentacin (PS) para
conectar a la red de alimentacin CPUs con conexin integrada de la
periferia descentralizada
Mdulos de seal (SM) para E/S digi-tales y analgicas
Mdulos de comunicaciones (CP)para acoplamiento a bus y conexio-nes punto a punto
Mdulos de funcin (FM) para tareassofisticadas como contaje, posicio-namiento y simulacin de controla-dores de levas
Construccin mecnicaEl S7-400 se compone en base amdulos combinables a voluntad. Ellopermite construir un PLC exactamenteadaptado a la tarea a ejecutar.
Se dispone de diferentes bastidores
con bus de fondo de panel integradoen los que slo es necesario colgar losmdulos y atornillarlos. Esto permiteuna instalacin con alta compatibilidadelectromagntica. El equipo tiene unaprofundidad definida ya que todas lasconexiones y conectores estn sumer-gidos en el mdulo y protegidos concompuertas.
En la configuracin no es necesariorespetar reglas de asignacin de slot ylos mdulos de seal pueden tambindesenchufarse y enchufarse bajotensin, es decir mientras funciona el
proceso y sin paradas de produccin.Como en el fondo de panel no existeningn componente se alcanza lamxima fiabilidad en el sistema global.Todos los ajustes para el hardware seefectan por software, es decir losinterruptores DIL y los puentes formanparte del pasado.
Normas
El SIMATIC S7-400 cumple las normasnacionales e internacionales siguien-tes:
DIN, EN, IEC Certificado UL Certificado CSA
FM class 1 div. 2; group A, B, Cand D
Grupo de temperatura T4 (
135C) Certificados navales de: American Bureau of Shipping
Bureau Veritas Des Norske Veritas Germanischer Lloyd Lloyds Register of Shipping Temperatura ambiente admisible
0 a 6 0C para todos los componen-tes
SismorresistenteIntegracin en la tecnologa de lainformacinEl S7-400 permite integrar los sistemasde automatizacin en el mundo de latecnologa de la informacin. A travsdel CP (CP 443-1 IT), enchufable, sonposibles las funciones siguientes:
Creacin de pginas Web propiascon herramientas HTML cuales-quiera; las variables del proceso delS7-400 pueden asignarse fcilmentea los objetos HTML
Posibilidad de observar el S7-400 atravs de dichas pginas Webdesde un navegador estndar
Posibilidad de enviar e-mails desdeel programa de usuario del S7-400mediante llamadas a FCs
Teleprogramacin gracias a lapropiedad WAN de TCP/IP, tambinatravs de la red telefnica (p. ej.RDSI/ISDN)
Figura 1: Configuracin del S7-400
CPU 1 CPU 2
PS SM SM FM CP
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Gama de CPUs, multiprocesamiento
Gama de CPUs
Para configurar un PLC se dispone devarias CPUs con diferentes prestacio-nes.
Todas las CPUs disponen de unpuerto combinado de programaciny PROFIBUS-DP. Esto permite acce-der en cualquier momento desde unOP o PG/PC o interconectar en reddiferentes PLCs. Adems este puer-to puede utilizarse para conectar
equipos PROFIBUS-DP descentrali-zados. Esto permite operar todas lasCPUs directamente con periferiadescentralizada.
Con excepcin del modelo ms sim-ple, la CPU 421-1, todas las CPUsdisponen adems de un puertoPROFIBUS-DP adicional cuya misinprincipal es la conexin de la peri-feria descentralizada pero que, con-figurando adecuadamente, puedeusarse tambin para la comunica-cin con un OP o PG/PC.
Las CPUs ms potentes disponenadems de slots libres para mdulosde interface PROFIBUS-DP que ofre-cen la posibilidad de conectar lneasDP adicionales.
Por lo dems, las CPUs slo se diferen-cian en las prestaciones, p. ej. memo-ria de trabajo, espacio de direcciones,nmero de bloques cargables y tiempode ejecucin.
Multiprocesamiento
El multiprocesamiento, es decir, laoperacin simultnea de varias CPUsen un bastidor S7-400 central, ofrece al
usuario diferentes ventajas. Gracias al multiprocesamiento esposible repartir la potencia de unS7-400. As, p. ej. las tareascomplejas como control, clculo ycomunicacin pueden repartirse yasignarse a diferentes CPUs.Adems, a cada CPU es posibleasignar su propia periferia local.
Por otro lado, el multiprocesamientopermite desacoplar diferentestareas, es decir, una CPU ejecuta lastareas de tiempo crtico y las demslas tareas de tiempo no crtico.
Operando en modo multiprocesamien-to todas las CPUs se comportan comouna CPU nica; as, cuando p. ej. unaCPU pasa a STOP, tambin las restan-tes se paran. Mediante llamadas desincronizacin es posible coordinar lasacciones de varias CPUs con precisina la instruccin.
Adems, el intercambio de datos entrelas CPUs se realiza a una velocidadextrema gracias al mecanismo dedatos globales.
Figura 2: Gama de CPUs del S7-400
Volumen dedirecciones en KB
Tiempo deejecucin
Instruccinbinaria en s
Memoria en MB
Nmero debloques en K
4,0
3,2
1,6
0,75
0,25
0,1
0,2 0,1 0,0813816
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Basado en equipos estndar S7-400 elS7-400H es un PLC de alta disponibili-dad (redundante) que reduce drstica-mente el riesgo de paradas deproduccin. Gracias a su estructura dealta disponibilidad, el S7-400H es idealpara aplicaciones en las que debenevitarse a todo costa paradas por ave-ra, p. ej. en la generacin/distribucinde energa, en la industria qumica, enminera, en transportes, etc.
La tolerancia a fallos o alta disponibili-dad se logra disponiendo dos equiposiguales en paralelo; sus CPUs estninterconectadas mediante fibra pticay controlan a travs de lneasPROFIBUS-DP redundantes la periferiaredundate. En caso de fallo se produceuna conmutacin sin discontinuidades,es decir, el equipo intacto se hacecargo del control de proceso en elpunto interrumpido y sin que se pierdaninguna informacin.
Al configurar un PLC de alta disponibi-lidad S7-400H el usuario puede con-centrarse plenamente en las tareas decontrol propiamente dichas:
El S7-400H se programa como unsistema estndar no redundanteS7-400 usando todos los lenguajesSTEP 7.Todas las funciones especficas dela redundancia se parametrizanfcilmente utilizando un paqueteopcional de STEP 7.Adems, un programa escrito paraun sistema estndar no redundantepuede portarse fcilmente a unsistema redundante (y viceversa).
Para el S7-400H se utilizan casi ex-clusivamente componentes estndarde la gama SIMATIC S7; el S7-400Hforma parte de la Totally IntegratedAutomation(T.I.A.).
Para ms informacin, ver la descrip-cin abreviada SIMATIC S7-400H:PLC de alta disponibilidad.
Autmata S7-400H de alta disponibilidad
Figura 3: PLC de alta disponibilidad SIMATIC S7-400H
Figura 4: Configuracin del SIMATIC S7-400H
Sincronizacin,intercambio de infor-macin y estado
Control delproceso
Periferia centrali-zada o descentra-lizada con
disponibilidadnormal o alta
ET 200MControl delproceso
Periferia centrali-zada o descentra-lizada con
disponibilidadnormal o altaControl del proceso
Periferia descentralizadade alta disponibilidad
S7-400H
Proceso
S7-400H
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PLC de seguridad S7-400F/FH
El nuevo SIMATIC S7-400F/FH com-pleta la gama de autmatas (PLCs)SIMATIC S7 con un modelo de seguri-dad positiva basado tcnicamente enel S7-400H de alta disponibilidad.
Cuando aparece un fallo, el SIMATICS7-400F/FH pasa a un estado seguro opermanece en un estado seguro,garantizando asla mxima seguridadpara las personas, las mquinas, elmedio ambiente y el proceso. El
S7-400F/FH estcertificado por el TVy cumple todas las normas aplicables.
Adems, el S7-400F/FH puede aplicar-se tambin como PLC estndar o dealta disponibilidad. Es decir, elS7-400F/FH ana en su seno la auto-matizacin estndar y las aplicacionesde seguridad.
Las CPUs del SIMATIC S7-400F/FH es-tn basadas en las CPUs del S7-400H,completadas con la denominada libre-ra F. Esta librera F incluye bloques defuncin bsicos homologados por elTV (organismo de inspeccin tcnica
alemn) ascomo una herramienta deparametrizacin para los mdulos deE/S de seguridad.La herramienta de ingeniera CFC seutiliza para llamar e interconectarbloques de la librera F, es decir no esnecesario aprender nada nuevo parala programacin.
Los mdulos de E/S de seguridadET 200M se conectan a travs dePROFIBUS y se controlan a travs delnuevo perfil PROFIBUS PROFISafepara aplicaciones de seguridad.La gran ventaja es que el PLC de segu-ridad S7-400F/FH estcompuesto en
su mayor parte por componentesestndar y forma parte de la TotallyIntegrated Automation (T.I.A.).
Con ello se abren al S7-400F aplicacio-nes hasta hace poco reservadas aautomatismos electromecnicos con-vencionales como p. ej. lneas de cha-pistera en fbricas de automviles conprensas y robots, calderas, transportede personas en telefricos o inclusoautomatizacin de procesos. Para ms informacin, ver la descrip-
cin abreviada El autmata estndarde seguridad SIMATIC S7-400F/FH.
Figura 5: PLC de seguridad SIMATIC S7-400F/FH
Figura 6: Conexin estndar de E/S a PROFIBUS-DP con comunicacin DP de seguridadadicional (PROFISafe)
CPU S7-400H para aplic. F(CPU 417-4H)
Mdulos de E/S estndar E/S F (DI, DO, AI)
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Concepto de memoria, diagnstico
Todas las CPUs del S7-400 disponende dos tipos de memoria:
Memoria de carga para los datoscompletos del proyecto, p. ej.bloques, configuracin, datos deparametrizacin, smbolos y comen-tarios ascomo archivos de clientecualesquiera.
Memoria de trabajo para bloques re-levantes para la ejecucin, dividida apartes iguales para bloques lgicos
(de cdigo) y bloques de datos.Esta divisin de la memoria de trabajopermite incrementar el rendimiento enun 100%. Asmientras que un procesa-dor estndar accede como mnimo dosveces a su memoria RAM, el procesa-dor especial del S7-400 realiza en elmismo ciclo de reloj el acceso simult-neo a las memorias de cdigo y datos.Para ello se dispone tambin de busesde cdigo y datos separados. Esto espotencia directa a plena disposicindel usuario!
El tamao de la memoria de trabajo
queda definido al seleccionar la CPUadecuada de la gama de CPUs fina-mente escalonada. En la CPU 417 lamemoria de trabajo puede ampliarsehasta 20 MB enchufando mdulos dememoria adicionales.
Para programas de tamao pequeo ymedio es suficiente con la memoria decarga integrada (RAM). Para progra-mas de mayor volumen es posible am-pliar la memoria de carga enchufandomdulos RAM. Para almacenar deforma no voltil se dispone de tarjetastipo Flash enchufables.
DiagnsticoEl sistema inteligente de diagnsticode las CPUs controla continuamente lafuncionalidad de sistema ascomo elproceso y registra errores, fallos yeventos especficos del sistema (cajanegrade la CPU); tambin es posibleaadir mensajes de diagnstico perso-nalizados.
A travs del sistema de diagnstico esposible discriminar ques lo que fun-ciona mal en el mdulo, si la captacinde seales (en mdulos digitales) o eltratamiento analgico (en mdulosanalgicos). Si se presenta un mensajede diagnstico (p. ej. "Falta alimenta-cin de sensores") el mdulo emite unaalarma de diagnstico.
En tal situacin, la CPU interrumpe laejecucin del programa de usuario yejecuta el bloque de alarma dediagnstico asociado.
Las alarmas del proceso permiten mo-nitorear seales del proceso y activarreacciones frente a cambios de seal.
Figura 7: Tipos de memoria del SIMATIC S7-400
Memoria de carga externa
RAM respaldada por pilao memoria Flash remanente
Memoria de carga integrada
RAM respaldada por pila
Memoria de trabajo, cdigo 50 % para programa RAM no respaldada
Memoria de trabajo, datos
50 % para datos RAM respladada por pila
Memoria de carga
para datos de proyecto
(bloques, smbolos,comentarios, configuracin,datos de parametrizacin) yarchivos de cliente
Memoria de trabajo
para bloques relevantes
para la ejecucin, imagendel proceso, datos locales
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CPUs - Puertos integrados
En automatizacin la tendencia eshacia soluciones descentralizadas odistribuidas, como quiera llamarlas.Pero ello requiere intercambio de datosentre las diferentes secciones de lainstalacin, lo que confiere a la funcio-nalidad de comunicacin una impor-tancia cada vez mayor. El autmataSIMATIC S7-400 cumple estas premi-sas: puertos integrados directamenteen las CPUs permiten configurar
potentes soluciones de comunicacinutilizando tecnologa de bus actual.
El puerto de programacinTodas las CPUs disponen de un inter-face o puerto combinado de progra-macin y PROFIBUS-DP integrado,disponible en cualquier momento parael acceso con hasta 125 PGs/PCs,para conectar OPs o para interconec-tar en red con otros PLCs. Este puertopuede usarse tambin para conectarhasta 31 unidades descentralizadasPROFIBUS-DP.
Por comunicacin de datos estepuerto permite intercambiar datos deproceso entre diferentes PLCs, p. ej.una CPU puede acceder a entradaso salidas de otra.
Adems, este puerto de programa-cin tiene toda la funcionalidad deun puerto DP.
Puerto PROFIBUS-DP(o centralizado = descentralizado)Al configurar y programar no haydiferencia entre periferia centralizada ydescentralizada.
Para configurar estructuras descentra-lizadas de gran alcance el SIMATICS7-400 puede conectarse por ello encalidad de maestro al bus de campoabierto PROFIBUS-DP (segnEN 50170). Ello abre nuevas posibili-
dades de comunicacin con numero-sas estaciones, del PLC SIMATIChasta los instrumentos de campo deotros fabricantes. A travs del puertoDP es posible controlar hasta 125 esta-ciones. A una CPU con 4 puertos esposible acoplar ms de 400 esclavosPROFIBUS; una estacin S7-400 pue-de controlar asms de 1600 esclavosPROFIBUS.
Tampoco presenta el ms mnimoproblema la comunicacin con instala-ciones a base de SIMATIC S5 SIMATIC 505 existentes.
Funciones comunes
A travs de ambos tipos de puertosson posibles funciones PG, p. ej. pro-gramar desde un PG/PC salvandograndes distancias. Adems, desdeuna PG es posible manejar variasCPUs o tambin es posible acceder auna CPU desde varias PGs.
La funcin de Routing permite accederdesde una PG conectada en cualquierpunto de la red a las restantes estacio-
nes integrada en la misma.
Funciones de manejo y visualizacin
Los servicios de interface hombre-mquina (HMI) estn ya integrados enel sistema operativo del S7-400 ypermiten transferir, sin necesidad detrabajos de programacin, datos apaneles de operador SIMATIC oestaciones de operador conectados.
Al igual que las funciones de progra-macin (PG) las funciones de manejo yvisualizacin son posibles tanto va elpuerto de programacin como elpuerto DP.
Para poder dominar de forma segura elproceso, SIMATIC HMI(HumanMachine Interface) ofrece una gamacompleta de soluciones de manejo yvisualizacin innovadoras: paneles depulsadores, visualizadores de texto,paneles de operador, paneles tctilesy plataformas multifunctionales, basa-das en Windows CE, ascomo siste-mas de supervisin basados en PC ysistemas de visualizacin de procesospara cualquier requisito.
En todos los paneles de la gamaSIMATIC HMI se aplica el software de
configuracin unificado y homogneoSIMATIC ProTool/Proque corre bajoWindows y accede a la base de datosde STEP 7, lo que excluye la necesi-dad de introducir datos repetidos.
Funciones de mayor alcance, p. ej.conexin a sistemas de bus, puedenmaterializarse recurriendo a mdulosdedicados para comunicaciones.
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CPUs - Datos tcnicos
CPU 412-1 CPU 412-2 CPU 414-2 CPU 414-3
Memoria de trabajo
integrada en instrucciones para programa para datos
96 Kbytes
32 K
48 Kbytes
48 Kbytes
144 Kbytes
32 K
72 Kbytes
72 Kbytes
256 Kbytes
84 K
128 Kbytes
128 Kbytes
768 Kbytes
84 K
384 Kbytes
384 Kbytes
Memoria de carga integrada ampliable a
256 Kbytes RAM
64 Kbytes
256 Kbytes RAM
64 Kbytes
256 Kbytes RAM
64 Kbytes
256 Kbytes RAM
64 Kbytes
Respaldo de datos s s s s
Nmero de bloques FB FC DB
256
256
512 (DB 0 reserv.)
256
256
512 (DB 0 reserv.)
2048
2048
4096 (DB 0 reserv.)
2048
2048
4096 (DB 0 reserv.)
Ejecucin del programa Ciclo libre Alarmas horarias Alarmas de retardo Alarmas cclicas Alarmas de proceso Alarma de multiprocesamiento Arranque
1
2
2
2
2
1
3
1
2
2
2
2
1
3
1
4
4
4
4
1
3
1
4
4
4
4
1
3
Tiempos de ejecucin
Operaciones al bit
Operaciones de palabra Aritmtica en coma fija Aritmtica en coma flotante
2 s
2 s
2 s
3 s
2 s
2 s
2 s
3 s
0,1 s
0,1 s
0,1 s
0,6 s
0,1 s
0,1 s
0,1 s
0,6 s
Marcas/temporizad./contadores Marcas Temporiz. S7/contadores S7 Temporiz. IEC/contadores IEC
4 Kbytes
256/256
SFB/SFB
4 Kbytes
256/256
SFB/SFB
8 Kbytes
256/256
SFB/SFB
8 Kbytes
256/256
SFB/SFB
Configuracin Nde bastidores de ampliacin Nde maestros DP por CPU Nde FMs
Nde CPs
21
mx. 10limitado por elnmero de slots y elnmero de enlaceslimitado por el
nmero de slots y elnmero de enlaces
21
mx. 10limitado por elnmero de slots y elnmero de enlaceslimitado por el
nmero de slots y elnmero de enlaces
21
mx. 10limitado por elnmero de slots y elnmero de enlaceslimitado por el
nmero de slots y elnmero de enlaces
21
mx. 10limitado por elnmero de slots y elnmero de enlaceslimitado por el
nmero de slots y elnmero de enlaces
Puerto de programacin (PG) Nmero de estaciones Velocidad de transmisin
16
mx. 12 Mbits/s16
mx. 12 Mbits/s32
mx. 12 Mbits/s32
mx. 12 Mbits/s
Puerto DP Nmero de estaciones Velocidad de transmisin
32
mx. 12 Mbits/s32 + 64
mx. 12 Mbits/s32 + 96
mx. 12 Mbits/s32 + 2 x 96
mx. 12 Mbits/s
reas de direcciones rea de direccionam. total de E/S Imagen de proceso de E/S Suma de canales digitales Suma de canales analgicos
4 Kbytes/4 Kbytes
4 Kbytes/4 Kbytes
32768/32768
2048/2048
4 Kbytes/4 Kbytes
4 Kbytes/4 Kbytes
32768/32768
2048/2048
8 Kbytes/8 Kbytes
8 Kbytes/8 Kbytes
65536/65536
4096/4096
8 Kbytes/8 Kbytes
8 Kbytes/8 Kbytes
65536/65536
4096/4096
Bloque comn de la referencia
MLFB
6ES7412-1XF... 6ES7412-2XG... 6ES7414-2XG... 6ES7414-3XJ...
-
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CPUs - Datos tcnicos (continuacin)
CPU 416-2 CPU 416-3 CPU 417-4
Memoria de trabajo
integrada en instrucciones para programa para datos
1,6 Mbytes
530 K
0,8 Mbytes
0,8 Mbytes
3,2 Mbytes
1065 K
1,6 Mbytes
1,6 Mbytes
4Mbytes
1335 K
2 Mbytes
2 Mbytes
Memoria de carga integrada ampliable a
256 Kbytes RAM
64 Kbytes
256 Kbytes RAM
64 Kbytes
256 Kbytes RAM
64 Kbytes
Respaldo de datos s s sNmero de bloques FB FC DB
2048
2048
4096 (DB 0 reservado)
2048
2048
4096 (DB 0 reservado)
6144
6144
8192 (DB 0 reservado)
Ejecucin del programa Ciclo libre Alarmas horarias Alarmas de retardo Alarmas cclicas Alarmas de proceso Alarma de multiprocesamiento Arranque
1
8
4
9
8
1
3
1
8
4
9
8
1
3
1
8
4
9
8
1
3
Tiempos de ejecucin
Operaciones al bit Operaciones de palabra Aritmtica en coma fija Aritmtica en coma flotante
0,08 s0,08 s
0,08 s
0,48 s
0,08 s0,08 s
0,08 s
0,48 s
0,1 s0,1 s
0,1 s
0,6 s
Marcas/temporiz./contadores Marcas Temporiz. S7/contadores S7 Temporiz. IEC/contadores IEC
16 Kbytes
512/512
SFB/SFB
16 Kbytes
512/512
SFB/SFB
16 Kbytes
512/512
SFB/SFB
Configuracin Nde bastidores de ampliacin Nde maestros DP por CPU Nde FMs
Nde CPs
21
mx. 10limitado por el nmero deslots y el nmero de enlaceslimitado por el nmero de
slots y el nmero de enlaces
21
mx. 10limitado por el nmero deslots y el nmero de enlaceslimitado por el nmero de
slots y el nmero de enlaces
21
mx. 10limitado por el nmero deslots y el nmero de enlaceslimitado por el nmero de
slots y el nmero de enlacesPuerto de programacin (PG) Nmero de estaciones Velocidad de transmisin
64
mx. 12 Mbits/s64
mx. 12 Mbits/s64
mx. 12 Mbits/s
Puerto DP Nmero de estaciones Velocidad de transmisin
32 + 125
mx. 12 Mbits/s32 + 2 x 125
mx. 12 Mbits/s32 + 3 x 125
mx. 12 Mbits/s
reas de direcciones rea de direccionam. total de E/S Imagen de proceso de E/S Suma de canales digitales Suma de canales analgicos
16 Kbytes/16 Kbytes
16 Kbytes/16 Kbytes
131072/131072
8192/8192
16 Kbytes/16 Kbytes
16 Kbytes/16 Kbytes
131072/131072
8192/8192
16 Kbytes/16 Kbytes
16 Kbytes/16 Kbytes
131072/131072
8192/8192
Bloque comn de la referenciaMLFB
6ES7416-2XK.. 6ES7416-3XL... 6ES7417-4XL...
-
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Programacin
La configuracin y programacin delS7-400 se basa en STEP 7. Estepaquete ofrece funciones que cubrentodas las fases de un proyecto de auto-matizacin, de la configuracin hastala puesta en servicio, test y manteni-miento.
STEP 7
STEP 7 incluye el AdministradorSIMATIC, la herramienta central para lagestin por software del proyecto. Esteofrece no slo la vista de una nicaCPU si no tambin de toda la instala-cin, con independencia del nmerode PLCs, accionamientos e interfaceshombre-mquina de que conste lasolucin. Adems, STEP 7 se encargade que sean coherentes todos losdatos del proyecto.
STEP 7 comprende tanto la configura-cin hardware de la instalacin comotambin la parametrizacin de losmdulos, lo que evita tener que realizarya ajustes por hardware. Adems,STEP 7 incluye los tres lenguajes de
programacin bsicos Lista de instruc-ciones (AWL), Esquema de contactos(KOP) y Diagrama de funciones (FUP).STEP 7 permite tambin parametrizarsimplemente el intercambio de datosrpido entre CPUs en red.
Herramientas de IngenieraComo en un S7-400 se ejecutan porregla general programas de gran volu-men, para ello son ideales los lengua-jes de alto nivel y las herramientasgrficas de ingeniera que complemen-tan a STEP 7. Estas abren posibilida-des adicionales para programar
fcilmente y de forma orientada atareas soluciones de automatizacin.
Para la programacin estn disponi-bles las herramientas siguientes:
S7-SCL
(Structured Control Language),lenguaje de alto nivel basado enPASCAL para programar PLCsSIMATIC S7/C7
S7-GRAPH
para configurar grficamente controlessecuenciales para SIMATIC S7/C7
S7-HiGraph
para describir grficamente procesossecuenciales o asncronos usandografos de estado para SIMATIC S7/C7
CFC
(Continuous Function Chart), esquematecnolgico para interconectar grfica-mente funciones complejas para
SIMATIC S7
Almacenamiento de datos
La nueva versin de STEP 7, la 5.1,permite almacenar datos cualesquieradirectamente en la CPU, es decir, parafunciones de servicio tcnico y amplia-
cin el personal no slo encuentra losprogramas ejecutables sino tambintodo el proyecto inclusive los comenta-rios y la notacin simblica. Si seutilizan lenguajes de alto nivel o herra-mientas grficas de ingeniera se dis-pone asinmediatamente de la fuentedel programa en el formato original ogrfico, respectivamente. Y, final-mente, tambin es posible almacenaren la CPU, en formatos de archivohabituales, instrucciones de manejopropias del cliente, manuales y docu-mentacin de mquina.
Figura 8: Requisitos de memoria de las Herramientas de Ingeniera
Requisitos de memoria
Productividad
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Comunicaciones
Totally Integrated Automation
Totally Integrated Automation significa:un nico sistema coherente, homog-neo e integrado permite resolver todaslas tareas de automatizacin.
Un componente esencial dentro delsistema son las redes de comunica-ciones:
Industrial Ethernet(IEEE 802-3 y802.3u), el estndar internacional paralas redes de rea y clula, con
conexin al mundo de la tecnologa dela informacin.
PROFIBUS(IEC 61158/EN 50170),el estndar internacional para el nivelde clula y de campo.
AS-Interface(EN 50295), el estndarinternacional para las comunicacionescon sensores y actuadores.
EIB(EN 50090, ANSI EIA 776),el sistema de instalacin para domticaestandarizado en todo el mundo queconstituye la base para la automatiza-cin de edificios.
Conexin punto a punto,
para la comunicacin entre dos esta-ciones utilizando protocolos especia-les. La estructura punto a puntoconstituye la forma ms simple decomunicacin. Se aplican diferentesprotocolos (p. ej. RK 512, 3964(R) yASCII) (vase tambin pg. 3).
Comunicacindeprocesoodecampo
La comunicacin de proceso o camposirve para conectar a la CPU actuado-res/sensores.
La comunicacin de proceso o decampo con el S7-400 es soportadamediante PROFIBUS-DP. Esto permiteconectar el S7-400 como maestro aPROFIBUS-DP, bien a travs del puertointegrado en cada CPU, un mdulo deinterface especial (IM) o un procesadorde comunicaciones (CP). Las redesAS-Interface y EIB, ascomo otrossistemas de bus, pueden alcanzarsedesde el S7-400 a travs de pasarelasPROFIBUS.
Comunicacin de datosEste tipo de comunicacin sirve paraintercambiar datos entre PLCs o entrePLCs y otros equipos inteligentes (PCs,computadores etc.).
Se materializa a travs del puerto deprogramacin o usando una redPROFIBUS o Industrial Ethernet.
El puerto de programacin permite porun lado un intercambio cclico simplede datos (sin acuse) y por otro un inter-
cambio programado con mayoresvolmenes de datos (con o sin acuse).
Para la conexin a PROFIBUS eIndustrial Ethernet se utilizan mdulosde comunicaciones (los CPs) dedica-
dos; esto permite acceder desde elprograma directamente al protocoloTCP/IP.
Figura 9: Posibilidades de comunicaciones del SIMATIC S7-400
PC OS
OSS7-300S7-400
S7-400Scanner
Acceso a red
Link Link ET 200
Detector deincendios
Sensor
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Gama de mdulos
Junto a la gama de mdulos S7-400propios, el S7-400 permite tambin laconexin al mundo PROFIBUS a travsdel puerto PROFIBUS-DP integrado enla CPU. Con ello es posible aplicargran nmero de mdulos de E/S quepermiten adaptar el S7-400 a las tareasms diversas. Es posible recurrir tantoa mdulos PROFIBUS-DP de Siemenscomo de otros fabricantes.
Naturalmente se dispone tambin de
los ms variados mdulos S7-400 parasu aplicacin en los bastidores centraly de ampliacin:
Fuentes de alimentacin inteligentes(redundantes, diagnosticables) queofrecen todas las tensiones detrabajo
Mdulos de E/S digitales y analgi-cos para procesar prcticamentetodos los tipos de seales, inclusocon tratamiento de interrupciones ydiagnstico
Mdulos de funcin para contaje/medicin, posicionamiento de todo
tipo, simulacin de secuenciador delevas, control de movimiento yregulacin
Mdulos de comunicaciones paraconexiones punto a punto serie ycomunicacin va bus PROFIBUS eIndustrial Ethernet
Mdulos de interface para interco-nectar los bastidores de ampliacinal bastidor central
Los impresos siguientes incluyeninformacin adicional sobre la gamade mdulos y la funcionalidad decomunicaciones:
Descripcin abreviada Contaje y po-sicionamiento conSIMATIC S7/C7
Descripcin abreviada Regulacincon SIMATIC S7/C7
Folleto Mdulos de acoplamientopunto a punto
CD-ROM multimedia TecnologaSIMATIC ... en accin
Panormica Comunicacin indus-trial para la automatizacin
Folleto Mdulo de regulacin de altorendimiento FM 458
Posibilidades de ampliacinUn sistema S7-400 no slo puede
ampliarse a travs de PROFIBUS-DP;tambin es posible acoplar directa-mente ms bastidores al bastidorcentral. La distancia entre los equipospuede ser de hasta 600 m; sin embar-go, se mantiene el pleno rendimientodel bus de panel posterior. Si la distan-cia es menor es posible distribuirtambin la alimentacin.
Se dispone de bastidores centralescon 18 9 slots. A travs de mdulosde interface es posible conectar hasta21 bastidores de ampliacin, cada unocon 18 9 slots donde alojar mdulosS7-400.
Comunicaciones Tecnologa
Conexin punto a punto con velocidades detransmisin de hasta 115 kbits/s y diferentesprotocolos, p. ej. para conectarmdems, impre-soras, scneres, accionamientos, equipos deotros fabricantes
Contaje en diferentes modos hasta500 kHz
Conexin a PROFIBUS, tanto conforme al proto-colo DP como FMS(DP V0 y DP V1)
Simulacin de secuenciadores de levas conhasta 16 pistas de levas por mdulo
Conexin aIndustrial Ethernet va protocoloISO/TCP o TCP/IP para comunicacin de datos
Tareas de posicionamiento de todo tipo:Posicionamiento en lazo abierto utilizandodos velocidades, rpida/lenta(3 ejes por
mdulo)
Conexin a Internet va Ethernet para cargarpginas Web y para correo electrnico
Posicionamiento punto a punto y perfiles dedesplazamiento(regulacin de posicin)con servomotores y motores paso a paso(3 ejes por mdulo)
Regulacin PID con capacidad backup yfuncin de autooptimizacin integrada enlnea para diferentes tipos de regulador(continuos, discontinuos, modulados porancho de impulsos)
Regulacin programable de alta respuestadinmica para hasta 100 ejes por mdulo
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Periferia de E/S - CaractersticasTabla de seleccin de mdulos de E/S digitales
Los mdulos de seal o de E/S consti-tuyen el interface entre el SIMATICS7-400 y el proceso. Una amplia gamade mdulos digitales y analgicosofrecen el nmero exacto de entradas/salidas adecuado para la tarea respec-tiva. Sin embargo, los mdulos deseal (E/S) S7-400 son slo un sub-conjunto de todos los mdulos que esposible conectar va PROFIBUS-DP aun S7-400.
Montaje simpleLos sensores/actuadores se conectana travs de conectores frontales. Encaso de cambio, basta con enchufardicho conector sobre el nuevo mdulodel mismo tipo; el cableado esindependiente. La codificacin delconector frontal evita confusiones.SIMATIC TOPconnect simplifica anms el cableado gracias a conectoresfrontales precableados y bloques debornes.
Alta densidad en empaquetamiento
El gran nmero de canales alojados enlos mdulos constituye el motivo de laconstruccin tan compacta del S7-400:estn disponibles mdulos con 8 a 32canales (digitales) 8 a 16 canales(analgicos) por mdulo.
Parametrizacin simpleLos mdulos se configuran y parame-trizan con STEP 7; no es necesarioefectuar ajustes en interruptores niotros elementos hardware. Los datosse guardan en un punto central y setransmiten automticamente a cual-quier mdulo que haya reemplazado auno ya configurado; esto permiteexcluir errores de transferencia. Al apli-car nuevos modulos no es necesarioactualizar el software.
Alarmas
Algunos mdulos disponen tambin defuncionalidad de vigilancia de seales
(alarma de diagnstico) y de las sea-les del proceso (alarma de proceso).
Ello permite reaccionar inmediata-mente ante cualquier anomala oevento en el proceso. En STEP 7puede definirse si debe reaccionar elPLC y en quforma.En los mdulos de entrada digital esposible activar una alarma digital conel flanco creciente, el decreciente ocon ambos al cambiar una seal de
entrada o incluso por grupos.
En las pginas siguientes se exponenlos criterios que permiten seleccionarel mdulo de seal (E/S) adecuadopara el caso de aplicacin en cuestin.Los datos tcnicos detallados puedenconsultarse siempre actualizados en elCatlogo CA 01 (Internet: http://www.siemens.de/automation/ca01).
Tipo de mdulo Tabla de seleccin de mdulos de entrada digital
Particularidadesde este mdulo
Mdulo deentrada24 V DC
particular-mente rpidoy con capaci-dad de alarma
Mdulo deentrada estn-dar 24 V DCcon la mayor
escala de inte-gracin
Mximaescala de inte-gracin para
el mercado de120 V
Mdulo deentrada para
mayorestensionesvariables
Mdulo deentrada conalarmas para
tensionesbajas varia-
bles
Especial parael mercado ACtpico en USAcon aisl. galv.por canales
Tipo de tensin DC DC UC UC UC AC
Tensin de entrada 24 V 24 V 120 V 120/230 V 24 a 60 V 120 V
Capacidad de alarma s no no no s no
Nmero de canales 16 32 32 16 16 16
Bloque comn de lareferencia MLFB
6ES7 421-7BH..-...
6ES7 421-1BL..-...
6ES7 421-1EL..-...
6ES7 4211FH..-...
6ES7 421-7DH..-...
6ES7 421-5EH..-...
Tipo de mdulo Tabla de seleccin de mdulos de salida digital
Particularidadesde este mdulo
Mdulo desalida DCpara altascorrientes
Mdulo desalida DCpara ten-
sionesvariables
Mdulo desalida
estndar24 V DCcon mx.escala deintegra-
cin
Mdulo desalida
24 V DCrpida y
concapaz. dealarmas
Mdulo desalida ACpara altascorrientesy aisl. galv.por cana-
les
Mdulo desalida ACestndar
Mdulo desalida AC
paratensinvariablecon aisl.galv. porcanales
Mdulo desalida por
rels
Tipo de tensin DC DC DC DC AC AC AC Rel
Tensin de salida 24 V 20 - 138 V 24 V 24 V 120/230 V 120/230 V 20 - 120 V 5-125 VDC
Corriente de salida 2 A 1,5 A 0,5 A 0,5 A 5 A 2 A 2 A 5 A
Capacidad de alarma s no no s no no no no
Nmero de canales 16 16 32 32 8 16 16 16Bloque comn de lareferencia MLFB
6ES7 422-1BH..-...
6ES7 422-5EH1.-...
6ES7 422-1BL..-...
6ES7 422-7BL..-...
6ES7 422-1FF..-...
6ES7 422-1FH..-...
6ES7 422-5EH0.-...
6ES7 422-1HH..-...
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Periferia de E/S - Tabla de seleccin de mdulos de entradaanalgica
Tabla de seleccin de mdulos de entrada analgica
Magnitud de medidafsica
Tensin
Particularidadesde este mdulo
Mdulo estn-dar con
16 entradas
Mdulo estn-dar con
8 entradas
Numerososmrgenes de
tensin
Captacin ana-lgica particu-
larmente rpida
Generacin dealarmas de
diagnstico yvalor de
proceso con16 bits deresolucin
Aisl. galv. porcanales y
generacin dealarmas de
diagnstico devalor deproceso
Margen de medida
del sensor
+/-1 V
1 - 5 V
+/-1 V
+/-10 V1 - 5 V
+/-80 mV
+/-250 mV+/-500 mV
+/-1 V+/-2,5 V+/-5 V+/-10 V1 - 5 V
+/-1 V
1 - 5 V+/-10 V
+/-25 mV
+/-50 mV+/-80 mV+/-250 mV+/-500 mV
+/-1 V+/-2,5 V+/-5 V+/-10 V1 - 5 V
+/-25 mV
+/-50 mV+/-80 mV+/-250 mV+/-500 mV
+/-1 V+/-2,5 V+/-5 V+/-10 V1 - 5 V
Capacidad de alarma no no no no s s
Aislamiento galvnico no s s s s s
Nmero de canales 16 8 8 8 16 8
Resolucin 13 bits 13 bits 14 bits 14 bits 16 bits 16 bits
Tiempo de conversinpor canal
55/65 ms 23/25 ms 20/23 ms 52 s 6/21/23 ms
Bloque comn de lareferencia MLFB
6ES7 431-0HH..-....
6ES7 431-1KF0.-....
6ES7 431-1KF1.-....
6ES7 431-1KF2.-....
6ES7 431-7QH..-....
6ES7 431-7KF0.-....
Tabla de seleccin de mdulos de entrada analgica
Magnitud de medidafsica
Corriente
Particularidadesde este mdulo
Mdulo estn-dar con
16 entradas
Mdulo estn-dar con
8 entradas
Mdulo estn-dar con
8 entradas
Captacin ana-lgica particu-
larmente rpida
Generacin dealarmas de
diagnstico yvalor de
proceso con16 bits deresolucin
Aisl. galv. porcanales y
generacin dealarmas de
diagnstico devalor deproceso
Margen de medidadel sensor
4-20 mA+/-20 mA
4 - 2 0 m A+/-20 mA
4 - 2 0 m A0 - 2 0 m A
4 - 2 0 m A+/-20 mA
4 - 2 0 m A0 - 2 0 m A+/-5 mA+/-10 mA+/-20 mA
4 - 2 0 m A0 - 2 0 m A+/-5 mA+/-10 mA+/-20 mA+/-3,2 mA
Capacidad de alarma no no no no s s
Aislamiento galvnico no s s s s s
Nmero de canales 16 8 8 8 16 8
Resolucin 13 bits 13 bits 14 bits 14 bits 16 bits 16 bits
Tiempo de conversinpor canal
55/65 ms 23/25 ms 20/23 ms 52 s 6/21/23 ms
Bloque comn de lareferencia MLFB 6ES7 431-0HH.-.... 6ES7 431-1KF0.-.... 6ES7 431-1KF1.-.... 6ES7 431-1KF2.-.... 6ES7 431-7QH..-.... 6ES7 431-7KF0.-....
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Periferia de E/S - Tabla de seleccin de mdulos de entradaanalgica (continuacin)
Tabla de seleccin de mdulos de entrada analgica
Magnitud de medida fsica Resistencia
Particularidadesde este mdulo
Mdulo estndar Nmerosos mrgenesde medida
Captacin analgicaparticularmente rpida ygeneracin de alarmas
de proceso
Nmerosos mrgenesde medida y generacinde alarmas de proceso y
diagnstico
Margen de medidadel sensor
0 - 600 0 - 4 8 0 - 150 0 - 300 0 - 600
0 - 6000
0 - 600 0 - 48 0 - 150 0 - 300 0 - 600
0 - 6000
Capacidad de alarma no no no s
Aislamiento galvnico s s s s
Nmero de canales 4 4 4 8
Resolucin 13 bits 14 bits 14 bits 16 bits
Tiempo de conv. por canal 23/25 ms 20/23 ms 52 s 6/21/23 ms
Bloque comn de la refe-rencia MLFB
6ES7 431-1KF0.-.... 6ES7 431-1KF1.-.... 6ES7 431-1KF2.-.... 6ES7 431-7QH..-....
Tabla de seleccin de mdulos de entrada analgica
Magnitud de medida fsica Termopares
Particularidadesde este mdulo
Mdulo estndar con 8 canales 16 canales con 16 bits deresolucin y generacin de
alarmas de proceso y diagnstico
Aisl. galv. por canales ygeneracin de alarmas de
proceso y diagnstico
Tipos B, E, N, J, K, L, R, S, T, U B, E, N, J, K, L, R, S, T, U B, E, N, J, K, L, R, S, T, U
Capacidad de alarma no s s
Aislamiento galvnico s s s
Nmero de canales 8 16 8
Resolucin 14 bits 16 bits 16 bits
Tiempo de conv. por canal 20/23 ms 6/21/23 ms
Bloque comn de la refe-rencia MLFB
6ES7 431-1KF1.-.... 6ES7 431-7QH..-.... 6ES7 431-7KF0.-....
Tabla de seleccin de mdulos de entrada analgica
Magnitud de medida fsica Termorresistencia
Particularidadesde este mdulo
Mdulo estndar con 4 canales Generacin de alarmas deproceso y diagnstico
Generacin de alarmas deproceso y diagnstico
Tipos Pt 100, Pt 200, Pt 500, Pt 1000,Ni 100
Pt 100, Pt 200, Pt 500, Pt 1000,Ni 100, Ni 1000
Pt 100, Pt 200, Pt 500, Pt 1000,Ni 100, Ni 1000
Capacidad de alarma no s s
Aislamiento galvnico s s s
Nmero de canales 4 8 8
Resolucin 14 bits 16 bits 16 bits
Tiempo de conv. por canal 20/23 ms 6/21/23 ms Bloque comn de la refe-rencia MLFB
6ES7 431-1KF1.-.... 6ES7 431-7QH..-.... 6ES7 431-7KF1.-....
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Siemens AGGrupo Automation and Drives (A & D)Divisin Industrial Automation SystemsPostfach 4848, D-90327 NrnbergRepblica Federal de Alemania
Siemens Aktiengesellschaft
Siemens AG 2001Sujeto a cambios sin previo aviso
PDF (6ZB5310-0JD04-0BA2)Producido en la Repblica Federal de Alemania101484 PDF 0501
Periferia de E/S - Tabla de seleccin de mdulos de salidaanalgica
Para ms informacinsobre estos produc-tos, visite nuestroWeb
http://www.siemens.de/simatic-s7
Tabla de seleccin de mdulos de entrada analgica
Magnitud de medida fsica Tensin, corriente
Margen de medida del sensor +/-10 V, 0- 10V, 1 - 5 V,+/-20 mA, 0 - 20 mA, 4 - 20 mA
Capacidad de alarma no
Aislamiento galvnico s
Nmero de canales 8
Resolucin 13 bitsTiempo de conversin por canal 420 s
Bloque comn de la referencia MLFB 6ES7 432-1HF..-....
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