Simatic Sistemas de alta disponibilidad S7-400H Siemens

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Sistemas de automatización redundantes de SIMATIC

Fines perseguidos con los sistemas de automatización redundantes En la práctica, los sistemas de automatización redundantes se utilizan con el fin de conseguir una mayor disponibilidad o seguridad contra los fallos. Figura 2-1 Fines perseguidos con los sistemas de automatización redundantes Tenga en cuenta la diferencia entre los sistemas de alta disponibilidad y los sistemas de seguridad (failsafe). El S7-400H es un sistema de automatización de alta disponibilidad. Puede emplearse para controlar procesos de seguridad siempre y cuando sea programado y parametrizado conforme a las reglas para sistemas F. Encontrará más información al respecto en el siguiente manual: Software industrial SIMATIC S7 para sistemas F/FH (http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/2201072) ¿Por qué sistemas de automatización de alta disponibilidad? El objetivo perseguido con el uso de sistemas de automatización de alta disponibilidad es reducir los cortes de producción. No importa si los cortes se deben a un error o a trabajos de mantenimiento. Cuanto mayores sean los gastos que origina un paro de la producción, tanto más conveniente resultará el empleo de un sistema de alta disponibilidad. Los gastos de inversión requeridos para un sistema de alta disponibilidad, que suelen ser más elevados, se compensan rápidamente al evitarse las interrupciones de la producción. Sistemas de automatización de alta disponibilidad 2.2 Aumento de la disponibilidad en instalaciones manual s7 siemens logo

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Periferia redundante Se denomina "periferia redundante" a los módulos de entradas/salidas disponibles por duplicado y que se configuran y operan de forma redundante por pares. El uso de la periferia redundante garantiza la máxima disponibilidad, ya que de este modo se tolera el fallo tanto de una CPU como de un módulo de señales. Para la periferia redundante se utilizan los bloques de la librería "Redundancia de periferia funcional", consulte el capítulo Conexión de periferia redundante en la interfaz PROFIBUS DP (Página 169). 2.2 Aumento de la disponibilidad en instalaciones El sistema de automatización S7-400H cumple los elevados requisitos de disponibilidad, inteligencia y descentralización que se imponen a los sistemas de automatización modernos. Además, ofrece todas las funciones necesarias para la adquisición y el acondicionamiento de los datos del proceso, así como para controlar, regular y supervisar unidades e instalaciones.

Continuidad por todo el sistema S7 Siemens

El sistema de automatización S7-400H y los demás componentes de SIMATIC, como p. ej. el sistema de control distribuido SIMATIC PCS7 funcionan conjuntamente. Huelga decir que existe una plena continuidad por todo el sistema desde el puesto de control hasta los sensores y los actuadores, lo cual garantiza un máximo rendimiento del sistema. Figura 2-2 Soluciones de automatización homogéneas con SIMATIC Sistemas de automatización de alta disponibilidad 2.2 Aumento de la disponibilidad en instalaciones

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Disponibilidad graduada mediante duplicación de los componentes Para que el S7-400H esté disponible en cualquier caso, posee una estructura redundante. Esto significa que: todos los componentes esenciales están presentes por duplicado. A tal efecto, están duplicados siempre el módulo central (CPU), la fuente de alimentación y el hardware para acoplar los dos módulos centrales. Aparte de dichos componentes, el propio usuario decide qué otros componentes deben duplicarse para el proceso que desea automatizar a fin de contar con un mayor grado de disponibilidad. Nodos de redundancia Los nodos de redundancia representan la seguridad de los sistemas que cuentan con componentes repetidos. Un nodo de redundancia se considera independiente si el fallo de uno de los componentes del nodo no provoca restricciones de fiabilidad en otros nodos ni en el sistema entero. La disponibilidad del sistema completo se puede exponer sencillamente mediante un esquema de bloques. En un sistema 1de2, puede fallar uno de los componentes del nodo de redundancia sin que se vea afectada la funcionalidad del sistema entero. En la cadena que forman los nodos de redundancia, el eslabón más débil determina decisivamente la disponibilidad del sistema entero Figura 2-3 Ejemplo de redundancia en una red sin anomalías Sistemas de automatización de alta disponibilidad 2.2 Aumento de la disponibilidad en instalaciones S7-400H Con anomalía En la figura siguiente puede fallar un componente sin que se vea afectada la funcionalidad del sistema entero. Figura 2-4 Ejemplo de redundancia en un sistema 1de2 con anomalía Fallo de un nodo de redundancia (fallo total) En la figura siguiente ya no puede funcionar todo el sistema, porque en un nodo de redundancia 1de2 han fallado los dos componentes parciales (fallo total). Figura 2-5 Ejemplo de redundancia en un sistema 1de2 con fallo total S7-400H

Posibilidades de configuración del S7-400H 3 3.1 Posibilidades de configuración del S7-400H La primera parte de la descripción comienza con la estructura básica del sistema de automatización de alta disponibilidad S7-400H y los componentes que integran el sistema básico S7-400H. A continuación se describen los componentes de hardware con los que se puede ampliar dicho sistema básico. En la segunda parte se describen las herramientas de software previstas para configurar y programar el sistema S7-400H. Asimismo, se exponen los suplementos y las funciones adicionales no incluidos en el sistema estándar S7–400 que se requieren para programar el programa de usuario necesario para poder reaccionar adecuadamente a las características que aumentan la disponibilidad del S7-400H.

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Información importante acerca de la configuración ADVERTENCIA Material eléctrico abierto Los módulos de un S7-400 son material eléctrico abierto. Por tanto, el S7–400 deben ir montado siempre en carcasas, armarios o locales de servicio eléctrico a los que se pueda acceder únicamente mediante una llave o herramienta. El acceso a las carcasas, armarios o locales de servicio eléctrico sólo debe estar permitido al personal autorizado o adecuadamente instruido. La figura siguiente muestra como ejemplo la estructura de un S7–400H con periferia descentralizada común y conexión a un bus de instalación redundante. En las páginas siguientes se describen paso a paso los componentes de hardware y software requeridos para la configuración y el uso del S7-400H. Posibilidades de configuración del S7-400H 3.1 Posibilidades de configuración del S7-400H S7-400H

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Figura 3-1 Resumen Información adicional Los componentes del sistema estándar S7–400 se emplean también en el sistema de automatización de alta disponibilidad S7–400H. Todos los componentes de hardware del S7–400 se describen detalladamente en el manual de referencia Sistema de automatización S7–400; Datos de los módulos. Para el diseño del programa de usuario y la utilización de los módulos en el sistema de automatización de alta disponibilidad S7-400H rigen las mismas reglas que para un sistema estándar S7–400. A tal efecto, sírvase observar lo expuesto en el manual Programar con STEP 7 y en el manual de referencia Software de sistema para S7–300/400; Funciones estándar y funciones de sistema.

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Posibilidades de configuración del S7-400H 3.2 Reglas para el equipamiento de un equipo H S7-400H 3.2 Reglas para el equipamiento de un equipo H Además de las reglas generales para la disposición de módulos en S7-400, en un equipo H tienen que cumplirse las condiciones siguientes: ● Las unidades centrales de procesamiento deben insertarse siempre en los mismos slots. ● Las interconexiones maestras DP externas o los módulos de comunicación redundantes deben insertarse siempre en los mismos slots.

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● Las interconexiones maestras DP externas para los sistemas maestros DP redundantes pueden enchufarse solo en las unidades centrales y no en aparatos de ampliación. ● Las CPUs utilizadas en modo redundante deben ser idénticas, es decir, deben tener la misma referencia, la misma versión y el mismo firmware. En el caso de la versión, lo determinante no es el identificador de la cara frontal, sino la versión del componente "Hardware" legible con STEP 7 (cuadro de diálogo "Estado del módulo").

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● Cualquier módulo utilizado en modo redundante debe ser idéntico, es decir, debe tener la misma referencia, la misma versión y, dado el caso, el mismo firmware. 3.3 El sistema básico del S7-400H El hardware del sistema básico El sistema básico comprende los componentes de hardware necesarios para un controlador de alta disponibilidad. La figura siguiente muestra los componentes que integran el sistema. El sistema básico se puede ampliar con módulos estándar S7–400. En el caso de los módulos de función y de comunicación existen ciertas limitaciones (consulte el anexo Módulos de función y de comunicación utilizables en S7-400H (Página 425)). Figura 3-2 El hardware del sistema básico S7–400H Posibilidades de configuración del S7-400H 3.3 El sistema básico del S7-400H

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Módulos centrales El corazón del S7–400H lo constituyen los dos módulos centrales o unidades centrales de procesamiento. Los números de bastidor se ajustan mediante un interruptor situado en el lado posterior de la CPU. En adelante se designará como CPU 0 a la CPU incorporada en el bastidor 0 y como CPU 1 a la incorporada en el bastidor 1.

Bastidor para S7–400H

El bastidor UR2–H permite el montaje de dos sistemas parciales independientes con nueve slots cada uno y es ideal para el montaje en armarios de 19". Como alternativa, también es posible configurar el S7–400H en dos bastidores separados. Para ello hay disponibles los bastidores UR1 o UR2. Alimentación Para el suministro de corriente se requiere por cada CPU H – más concretamente por cada uno de los dos subsistemas del S7–400H – un módulo de alimentación de la gama de sistemas estándar del S7–400. Para aumentar la disponibilidad de la fuente de alimentación, también se pueden prever dos fuentes de alimentación redundantes en cada subsistema. Utilice en este caso los módulos de alimentación PS 405 R / PS 407 R.

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Éstos también pueden ser redundantes en forma mixta (PS 405 R con PS 407 R). Submódulos de sincronización Los submódulos de sincronización sirven para acoplar los dos módulos centrales. Se montan en los módulos centrales y se interconectan a través de cables de fibra óptica. Existen dos tipos de submódulos de sincronización, a saber: uno para una distancia de hasta 10 m entre las CPUs y otro para una distancia de hasta 10 km entre las CPUs. En un sistema de alta disponibilidad es preciso utilizar 4 submódulos de sincronización de un mismo tipo. Los submódulos de sincronización se describen en el capítulo Módulos de sincronización para el S7-400H (Página 319). Cable de fibra óptica Los cables de fibra óptica conectan los submódulos de sincronización para el acoplamiento redundante entre los dos módulos centrales. Estos cables unen por pares los submódulos de sincronización superiores con los inferiores.

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Las fibras ópticas que pueden utilizarse en un S7–400H se indican en el capítulo Seleccionar los cables de fibra óptica (Página 326). Posibilidades de configuración del S7-400H 3.4 Periferia para el S7 -400H S7-400H 3.4 Periferia para el S7 -400H En el S7-400H se pueden utilizar los módulos de entradas/salidas de SIMATIC S7. La periferia puede utilizarse en los siguientes aparatos: ● Aparatos centrales ● Aparatos de ampliación ● De forma descentralizada a través de PROFIBUS DP ● De forma centralizada a través de PROFINET

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Los módulos de función (FM) y de comunicación (CP) utilizables en S7–400H se especifican en el anexo Módulos de función y de comunicación utilizables en S7-400H (Página 425). Variantes de configuración de la periferia Para los módulos de entradas/salidas existen las siguientes variantes de configuración: ● Configuración monocanal unilateral con disponibilidad normal En la configuración monocanal unilateral existe un ejemplar de cada módulo de entradas/salidas. Los módulos de entradas/salidas se hallan en un determinado subsistema, y solo son activados por este. No obstante, en el funcionamiento redundante, ambas CPUs están interconectadas mediante el acoplamiento de redundancia. Debido a ello, ambas CPUs ejecutan el programa de usuario de forma idéntica.

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● Configuración monocanal conmutada, con disponibilidad elevada En la configuración monocanal conmutada (descentralizada) existe un ejemplar de cada módulo de entradas/salidas que, sin embargo, puede ser activado por ambos subsistemas. ● Estructura redundante de alta disponibilidad de dos canales En la estructura redundante de dos canales, los módulos de entradas/salidas están repetidos y se puede acceder a ellos desde los dos subsistemas. Información adicional Encontrará información detallada sobre el uso de las unidades periféricas en el capítulo Utilizar la periferia en el S7-400H (Página 161). Posibilidades de configuración del S7-400H 3.5 Comunicación S7-400H  

Siemens 3.5 Comunicación

La comunicación del S7-400H puede realizarse a través de las siguientes vías y mecanismos: ● Buses de la instalación con Industrial Ethernet ● Acoplamiento punto a punto Esto rige tanto para los componentes de comunicación que se utilizan en configuración centralizada como descentralizada. Los módulos de comunicación utilizables se indican en el anexo Módulos de función y de comunicación utilizables en S7 -400H (Página 425). Disponibilidad de la comunicación En el S7-400H es posible variar la disponibilidad de la comunicación. En función de los requisitos que se impongan a la comunicación, se prevén diferentes soluciones para el S7 - 400H. Éstas abarcan desde la configuración de una sencilla estructura lineal de la red hasta un anillo óptico redundante de dos fibras. La comunicación de alta disponibilidad soportada a través de PROFIBUS o Industrial Ethernet funciona exclusivamente con funciones de comunicación S7.  

Siemens Programación y configuración

A excepción del empleo de componentes de hardware adicionales, la configuración y la programación no difieren sustancialmente de la de los sistemas estándar. Los enlaces de alta disponibilidad sólo tienen que ser configurados, sin necesidad de una programación específica. Todas las funciones de comunicación necesarias para el servicio de la comunicación de alta disponibilidad van integradas en el sistema operativo de la CPU H y se ejecutan de forma automática y oculta, como p. ej. la vigilancia del enlace de comunicación o la conmutación automática a un enlace redundante en caso de una anomalía.  

Siemens Información adicional

Encontrará información detallada sobre el tema "Comunicación mediante S7–400H" en el capítulo Comunicación (Página 205) Este es parte del manual del S7-400 Para descargarlo completo a continuación te dejo el enlace Programar con STEPS 7 Tambien si quieres saber lo que es un LOGO!  y claro que la pagina oficial de Siemens

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