SIPLUS CPU 412 Siemens

Область применения

CPU 412-1 имеет относительно низкую стоимость и способен решать задачи автоматизации среднего уровня сложности. Он находит применение для построения небольших систем управления с ограниченным количеством входов и выходов. Наличие комбинированного интерфейса MPI/DP позволяет использовать данный процессор для обслуживания систем распределенного ввода-вывода на основе сети PROFIBUS DP.

CPU 412-2 (PN) отличается увеличенным объемом рабочей памяти и оснащен дополнительным встроенным интерфейсом PROFIBUS DP.

Обзор

Рентабельное решение для систем управления среднего уровня производительности
Могут использоваться для автоматизации небольших предприятий или предприятий средних размеров.

Замечание:

Продукты линейки SIPLUS extreme разрабатываются на базе стандартных промышленных продуктов Siemens и совпадают с ними по большинству технических данных. Отличительные черты продуктов серии SIPLUS extreme приведены в следующей таблице.

	SIPLUS CPU 412
Заказной номер	6AG1 412-2EK06-2AB0
Заказной номер базового модуля	6ES7 412-2EK06-0AB0
Диапазон рабочих температур	-25 ... +70 °C
Защитное покрытие	Защитное покрытие печатных плат и электронных компонентов
Технические данные	Соответствуют техническим данным базового модуля, исключая допустимые условия эксплуатации
Условия эксплуатации
Относительная влажность	5 ... 100 % Допускается появление конденсата
Биологически активные вещества	По стандарту EN 60721‑3‑3, класс 3B2: плесень, споры грибка (исключая фауну)
Химически активные вещества	По стандарту EN 60721‑3‑3, класс 3C4, включая соленый туман, и по стандарту ISA–S71.04, уровни сложности G1; G2; G3; GX ¹⁾²⁾
Механически активные вещества	По стандарту EN 60721‑3‑3, класс 3S4, включая песок и пыль²⁾
Атмосферное давление (зависит от верхней допустимой границы диапазона рабочих температур)	1080 ... 795 гПа (-1000 ... +2000 м) во всем диапазоне рабочих температур 795 ... 658 гПа (+2000 ... +3500 м) со снижением верхнейграницы диапазона на 10 K 658 ... 540 гПа (+3500 ... +5000 м) со снижением верхнейграницы диапазона на 20 K

¹⁾ ISA-S71.04, уровень сложности GX: долговременная нагрузка: SO₂ < 4.8 мг/м³; H₂S < 9.9 мг/м³; Cl < 0.2 мг/м³; HCl < 0.66 мг/м³; HF < 0.12 мг/м³; NH < 49 мг/м³; O₃ < 0.1 мг/м³; NOX < 5.2 мг/м³
В течение 30 минут в сутки: SO₂ < 14.8 мг/м³; H₂S < 49.7 мг/м³; Cl < 1.0 мг/м³; HCl < 3.3 мг/м³; HF < 2.4 мг/м³; NH < 247 мг/м³; O₃ < 1.0 мг/м³; NO_x < 10.4 мг/м³

²⁾В атмосфере с содержанием коррозивных газов на незадействованных интерфейсах должны стоять включенные в комплект поставки защитные колпачки!

Дополнительную техническую документацию по продуктам линейки SIPLUS можно найти в Интернете по адресу:
http://www.siemens.com/siplus-extreme

Дизайн

CPU 412-1, CPU 412-2 и CPU 412-2 PN характеризуются следующими показателями:

Высокопроизводительный процессор:
время выполнения двоичных операций не превышает 0.1 мкс в CPU 412-1 и CPU 412-2 и 0.075 мкс в CPU 412-2 PN.
Быстродействующее RAM для выполнения секций программы пользователя:
- CPU 412-1: 288 Кбайт (по 144 Кбайт для программы и данных);
- CPU 412-2: 512 Кбайт (по 256 Кбайт для программы и данных);
- CPU 412-2 PN: 1 Мбайт (по 512 Кбайт для программы и данных).

Гибкое расширение:
до 65536 дискретных и до 4096 аналоговых входов-выходов.
Интерфейс MPI/ DP:
встроенный MPI интерфейс позволяет создавать простейшие сетевые решения с подключением до 32 станций и обменом данными со скоростью до 12 Мбит/с. Одновременная поддержка до 16 соединений с MPI станциями или станциями, подключенными к внутренней коммуникационной шине (С-шине) контроллера. Может настраиваться на работу в режиме PROFIBUS DP.
Переключатель режимов работы:
для выбора режимов работы центрального процессора.
Диагностический буфер:
кольцевой, для сохранения 120 последних сообщений об ошибках, отказах и прерываниях. Эта информация может считываться для анализа диагностической информации. Размер буфера может быть изменен.
Часы реального времени:
диагностические сообщения центрального процессора снабжаются отметками даты и времени.
Карта памяти:
для увеличения объема встроенной загружаемой памяти (512 Кбайт, RAM). Допускается использование карт памяти RAM или FEPROM. В этой области памяти сохраняется программа S7-400 и все необходимые для ее выполнения данные.

CPU 412-2 дополнительно оснащен:

Встроенным интерфейсом PROFIBUS DP:
позволяет создавать распределенные структуры систем ввода-вывода с высокой скоростью обмена данными. Конфигурирование и обслуживание входов и выходов систем локального и распределенного ввода-вывода выполняется одими и теми же способами.
Допускается построение смешанных конфигураций PROFIBUS, отвечающих требованиям стандарта IEC 61158/EN 50170, и включающих в свой состав контроллеры SIMATIC S5, работающие под управлением ведущего устройства SIMATIC S7.

CPU 412-2 PN дополнительно оснащен:

Встроенным интерфейсом PROFINET IO:
позволяет создавать системы распределенного ввода-вывода на основе сети PROFINET. Конфигурирование и обслуживание входов и выходов систем локального и распределенного ввода-вывода выполняется одими и теми же способами.

Функции

Защита блоков:
программа пользователя может быть защищена паролем от несанкционированного доступапа.
Встроенная поддержка аппаратуры человеко-машинного интерфейса:
Пользователь должен только определить источник данных и целевой прибор человеко-машинного интерфейса. Циклический обмен данными между контроллером и указанным прибором будет поддерживаться автоматически операционной системой центрального процессора.
Встроенные коммуникационные функции:
- PG/OP функции связи,
- обмен пакетами глобальных данных через MPI,
- стандартные функции S7 связи в сети MPI,
- S7 функции связи;
- открытый обмен данными через Industial Ethernet (TCP, ISO на TCP, UDP) в CPU 412-2 PN.

Конфигурируемые свойства

HW Config STEP 7 позволяет производить настройку большого количества параметров центральных процессоров S7-400:

Встроенный MPI интерфейс:
- определение адресов сетевых станций;
- определение параметров запуска/ цикла;
- определение максимального времени цикла и коммуникационной нагрузки.
Распределение адресного пространства:
установка адресов модулей ввода-вывода.
Определение размеров областей памяти, сохраняющих информацию при перебоях в питании контроллера:
количества флагов, таймеров, счетчиков, блоков данных, а также тактовых битов.
Определение размера области памяти отображения процесса, локальных данных.
Определение глубины диагностического буфера.
Установка уровней защиты:
установка паролей для предотвращения несанкционированного доступа к программе и данным.
Системная диагностика:
определение порядка обработки диагностических сообщений.
Временные прерывания:
определение периодичности формирования временных прерываний.

Индикация и информационные функции

Отображение оперативных и аварийных состояний:
светодиодные индикаторы отображения внешних и внутренних ошибок, а также режимов работы - RUN, STOP, рестарт, выполнение тестовых функций и т.д.
Тестовые функции:
программатор может быть использован для отображения значений сигналов во время выполнения программы, изменения значений переменных и состояний выходов непосредственно в программе пользователя, ввода режимов пошагового или поблочного выполнения программы.
Информационные функции:
программатор позволяет получать информацию о свободном объеме памяти центрального процессора, его режиме работы, используемых объемах загружаемой памяти, максимальном, минимальном и текущем времени выполнения цикла программы, просматривать в текстовом формате содержимое буфера диагностических сообщений.

Программирование

Для программирования, конфигурирования и диагностики CPU 412-1 и CPU 412-2 необходим STEP 7 от V5.4 SP2 и выше. Для CPU 412-2 PN необходим STEP 7 V5.5 и выше.

Технические данные

↑

	6ES7412-1XJ05-0AB0 CPU412-1	6ES7412-2XJ05-0AB0 CPU412-2	6ES7412-2EK06-0AB0 CPU412-2PN
Версия продукта
Версия аппаратуры	03	03	01
Версия операционной системы	V5.3	V5.3	V6.0
Сопутствующее программное обеспечение	STEP7 V5.3 SP2 или выше с обновлением HW	STEP7 V5.3 SP2 или выше с обновлением HW	STEP7 V5.5 или выше/ iMAP V3.0 + iMAP STEP 7 Add-on V3.0 SP5 или выше
Технология CiR
Время CiR синхронизации, базовая нагрузка	100 мс	100 мс	100 мс
Время CiR синхронизации на ведомое устройство ввода/ вывода	30 мкс на байт ввода/вывода	30 мкс на байт ввода/вывода	30 мкс на байт ввода/вывода
Напряжения и токи
Внешнее напряжение питания памяти на время замены буферной батареи	=5 ... 15 В	=5 ... 15 В	=5 ... 15 В
Внешнее напряжение питания центрального процессора	Нет, питание через внутреннюю шину	Нет, питание через внутреннюю шину	Нет, питание через внутреннюю шину
Потребляемый ток
От внутренней шины контроллера =5 В, не более	0.6 A	1.1 A	1.3 A
От интерфейса =5 В, не более	90 мА; на DP интерфейс	90 мА; на каждый DP интерфейс	90 мА; на DP интерфейс
Потери мощности
Типовое значение	2.5 Вт	4.5 Вт	5.5 Вт
Максимальное значение	3.0 Вт	5.0 Вт	6.5 Вт
Память
Рабочая память:
встроенная:	288 Кбайт	512 Кбайт	1 Мбайт
для хранения программы	144 Кбайт	256 Кбайт	512 Кбайт
для хранения данных	144 Кбайт	256 Кбайт	512 Кбайт
расширение	Нет	Нет	Нет
Загружаемая память:
карта памяти FEPROM:	Есть	Есть	ЕСть
емкость, не более	64 Мбайт	64 Мбайт	64 Мбайт
встроенная RAM, не более	512 Кбайт	512 Кбайт	512 Кбайт
карта памяти RAM:	Есть	Есть	Есть
емкость, не более	64 Мбайт	64 Мбайт	64 Мбайт
Сохранение данных при перебоях в питании:
поддержка	Есть	Есть	Есть
с буферной батареей	Есть, все данные	Есть, все данные	Есть, все данные
без буферной батареи	Нет	Нет	Нет
Программные блоки CPU
Блоки данных (DB):
количество, не более	1500; диапазон номеров от 1 до 16000	3000; диапазон номеров от 1 до 16000	3000; диапазон номеров от 1 до 16000
размер блока, не более	64 Кбайт	64 Кбайт	64 Кбайт
Функциональные блоки (FB):
количество, не более	750; диапазон номеров от 0 до 7999	1500; диапазон номеров от 0 до 7999	1500; диапазон номеров от 0 до 7999
размер блока, не более	64 Кбайт	64 Кбайт	64 Кбайт
Функции (FC):
количество, не более	750; диапазон номеров от 0 до 7999	1500; диапазон номеров от 0 до 7999	1500; диапазон номеров от 0 до 7999
размер блока, не более	64 Кбайт	64 Кбайт	64 Кбайт
Организационные блоки (OB):
размер блока, не более	64 Кбайт	64 Кбайт	64 Кбайт
Глубина вложения блоков:
на приоритетный класс	24	24	24
дополнительно на OB обработки ошибок	1	1	1
Время выполнения
Логических операций	75 нс	75 нс	75 нс
Операций со словами	75 нс	75 нс	75 нс
Математических операций с фиксированной точкой	75 нс	75 нс	75 нс
Математических операций с плавающей точкой	225 нс	225 нс	225 нс
Таймеры/счетчики
S7 счетчики:
количество	2048	2048	2048
сохраняющие состояния при перебоях в питании контроллера
настройка	Есть, C0 ... C2047	Есть, C0 ... C2047	Есть, C0 ... C2047
по умолчанию	C0 ... C7	C0 ... C7	C0 ... C7
диапазон счета	0 ... 999	0 ... 999	0 ... 999
IEC счетчики:
наличие	Есть	Есть	Есть
тип	SFB	SFB	SFB
S7 таймеры:
количество	2048	2048	2048
сохраняющие состояния при перебоях в питании контроллера
настройка	Есть, T0 ... T2047	Есть, T0 ... T2047	Есть, T0 ... T2047
по умолчанию	Нет	Нет	Нет
диапазон выдержек времени	10 мс ... 9990 с	10 мс ... 9990 с	10 мс ... 9990 с
IEC таймеры:
наличие	Есть	Есть	Есть
тип	SFB	SFB	SFB
Области памяти данных
Энергонезависимые области памяти, суммарно	Суммарная рабочая и загружаемая память (с буферной батареей)	Суммарная рабочая и загружаемая память (с буферной батареей)	Суммарная рабочая и загружаемая память (с буферной батареей)
Флаги:
общее количество, не более	4 Кбайт	4 Кбайт	4 Кбайт
из них сохраняющие состояния при перебоях в питании контроллера:	Есть, настраивается	Есть, настраивается	Есть, настраивается
по умолчанию	MB0 ... MB15	MB0 ... MB15	MB0 ... MB15
количество тактовых битов	8; (1 байт)	8; (1 байт)	8; (1 байт)
Объем локальных данных:
настраиваемый, не более	8 Кбайт	8 Кбайт	8 Кбайт
по умолчанию	4 Кбайт	4 Кбайт	4 Кбайт
Адресное пространство
Адресное пространство ввода/вывода:
для входов	4 Кбайт	4 Кбайт	4 Кбайт
для выходов	4 Кбайт	4 Кбайт	4 Кбайт
из них в системе распределенного ввода/вывода:
интерфейс MPI/DP, входы	2 Кбайт	2 Кбайт	2 Кбайт
интерфейс MPI/DP, выходы	2 Кбайт	2 Кбайт	2 Кбайт
интерфейс DP, входы	-	4 Кбайт	-
интерфейс DP, выходы	-	4 Кбайт	-
интерфейс PN, входы	-	-	4 Кбайт
интерфейс PN, выходы	-	-	4 Кбайт
Область отображения процесса:
для входов, настраивается	4 Кбайт	4 Кбайт	4 Кбайт
для выходов, настраивается	4 Кбайт	4 Кбайт	4 Кбайт
для входов, по умолчанию	128 байт	128 байт	128 байт
для выходов, по умолчанию	128 байт	128 байт	128 байт
консистентные данные, не более	244 байт	244 байт	244 байт
доступ к консистентным данным в области отображения процесса	Есть	Есть	Есть
Количество подобластей отображение процесса, не более	15	15	15
Дискретные каналы:
ввода	32768	32768	32768
вывода	32768	32768	32768
ввода в системе локального ввода/вывода	32768	32768	32768
ввода в системе локального ввода/вывода	32768	32768	32768
Аналоговые каналы
ввода	2048	2048	2048
вывода	2048	2048	2048
ввода в системе локального ввода/вывода	2048	2048	2048
ввода из них в системе локального ввода/вывода	2048	2048	2048
Аппаратная конфигурация
Количество базовых блоков, не более	1	1	1
Количество стоек расширения, не более	21	21	21
Мультипроцессорные системы	Есть; до 4 центральных процессоров (в монтажных стойках UR1 или UR2)	Есть; до 4 центральных процессоров (в монтажных стойках UR1 или UR2)	Есть; до 4 центральных процессоров (в монтажных стойках UR1 или UR2)
Количество интерфейсных модулей на базовый блок:
общее, не более	6	6	6
IM 460, не более	6	6	6
IM 463-2, не более	4	4	4
Количество ведущих DP устройств, не более:
встроенных	1	2	1
через интерфейсные модули IM 467	4	4	4
через коммуникационные процессоры CP 443-5 Extended	10	10	10
IM + CP	IM 467 не может использоваться с CP 443-5 Extended, а также с CP 443-1 EX4x/ EX20/ GX20, работающим в режиме PROFINET IO	IM 467 не может использоваться с CP 443-5 Extended, а также с CP 443-1 EX4x/ EX20/ GX20, работающим в режиме PROFINET IO	IM 467 не может использоваться с CP 443-5 Extended, а также с CP 443-1 EX4x/ EX20/ GX20, работающим в режиме PROFINET IO
через интерфейсные субмодули IF 964-DP	0	0	0
Количество модулей S5, устанавливаемых в базовом блоке с использованием адаптеров, не более	6	6	6
Количество контроллеров PROFINET IO:
встроенных	0	0	1
через CP	4; не допускается параллельное функционирование CP 443-1 EX40 с CP 443-1 EX41/ EX20/ GX20, до 4 на базовый блок контроллера	4; не допускается параллельное функционирование CP 443-1 EX40 с CP 443-1 EX41/ EX20/ GX20, до 4 на базовый блок контроллера	4; не допускается параллельное функционирование CP 443-1 EX40 с CP 443-1 EX41/ EX20/ GX20, до 4 на базовый блок контроллера
Максимальное количество функциональных модулей и коммуникационных процессоров:
функциональных модулей (FM)	Ограничивается количеством свободных слотов и количеством соединений	Ограничивается количеством свободных слотов и количеством соединений	Ограничивается количеством свободных слотов и количеством соединений
коммуникационных процессоров (PtP соединения)	CP 440: ограничивается количеством свободных слотов CP 441: ограничивается количеством свободных слотов и количеством соединений	CP 440: ограничивается количеством свободных слотов CP 441: ограничивается количеством свободных слотов и количеством соединений	CP 440: ограничивается количеством свободных слотов CP 441: ограничивается количеством свободных слотов и количеством соединений
коммуникационных процессоров PROFIBUS и Ethernet	14; из которых до 10 CP или IM в режиме ведущего DP устройства, до 4 контроллеров PNIO	14; из которых до 10 CP или IM в режиме ведущего DP устройства, до 4 контроллеров PNIO	14; из которых до 10 CP или IM в режиме ведущего DP устройства, до 4 контроллеров PNIO
Время
Часы реального времени:
аппаратные часы реального времени	Есть	Есть	Есть
буферная батарея и синхронизация	Есть	Есть	Есть
разрешающая способность	1 мс	1 мс	1 мс
отклонение времени за сутки, не более