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| 应用领域 | 电子/电池 | 产地 | 德国 |
|---|---|---|---|
| 品牌 | 西门子 |
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产品简介
详细介绍
西门子CPU模块6ES7412-2XJ05-0AB0
用于构建故障安全型自动化系统，提高工厂的安全性
高性能 CPU
安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
通过一个 CPU 即可胜任标准任务和安全任务
允许多处理器模式
经由采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP，与分布式 I/O 设备进行安全通信
故障安全 I/O 模块可通过集成接口（CPU416F-3 PN/DP 的 DP 和 PN）和/或通过通信模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行分布式连接。
在非安全型应用中，可集中式或分布式使用标准模块
Area of application
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用这些 CPU，可为具有较高安全要求的工厂构建一个故障安全自动化系统。
通过 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口，可作为一个主站或从站，直接连接到 PROFIBUS DP 现场总线。
在通过 IF 964-DP 接口模块连接 CPU 416F-3 PN/DP 的情况下，可以连接另外一个 DP 主站系统。
通过使用 ERTEC 400-ASIC，CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口实现了交换机功能。它提供了可从外部接触到的两个 PROFINET 端口。这意味着，除分层网络拓扑结构之外，也可通过新型 S7-400 控制器实现总线型结构。
注：
只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模块。
故障安全 I/O 模块可连接到所有集成接口，连接到 IF 964-DP，和/或通过通信模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行连接。通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP，实现安全通信。
Design
两种 CPU 都具有：
高性能的处理器：
CPU 对每个二进制指令的执行时间可短到 0.03 µs。CPU 416F-2： 5.6 MB 工作存储器（程序或数据各占用 2.8 MB）；
CPU 416F-3 PN/DP： 11.2 MB 工作存储器（程序或数据各 5.6 MB）；
快速工作存储器用于对于执行十分重要的用户程序部分。灵活扩展能力：
**多 262144 点数字量和 16384 点模拟量输入/输出。MPI 多点接口：
MPI 可用来建立一个包括**多 32 个站、数据传输速率**高为 12 Kbit/s 的简单网络。CPU 可与通信总线和 MPI 上的站建立**多 44 个连接。模式选择开关：
拨动开关设计。诊断缓冲区：
**后的 120 个故障和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。可以对输入数目进行设定。实时时钟：
CPU 的诊断报警带有日期和时间标记。存储卡：
用于扩展内置装载存储器。RAM 卡和 FEPROM 卡（FEPROM 甚至在零电压下也可保存数据）。MPI/DP 组合接口和内置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2)：
通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。从用户的角度来看，分布式 I/O 的处理与集中式 I/O 的处理是相同的（相同的组态、编址和编程）。
混合安装：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作为符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。
CPU 416F-3 PN/DP 还具有：
子模块接口：
使用 IF 964-DP 接口模块，可连接到一个另外的 PROFIBUS DP 主站系统。带 2 个端（交换机）的 PROFINET 接口
PROFINET I/O，可连接 256 个 IO 设备
PROFINET CBA（基于组件的自动化）
故障安全 I/O 模块可连接到所有集成接口，连接到 IF 964-DP，和/或通过通信模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行连接。 通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP，实现安全通信。
Functions
块保护：
通过密码保护用户程序，未经授权无法访问。集成 HMI 服务:
对于 HMI 设备，用户只需数据源和数据目标。这些数据将由系统自动循环传输。集成通信功能：
编程器/OP 通信
全局数据通信
S7 基本通信
S7 通信
通过网络更新固件
CPU 416F-3 PN/DP：
通过 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 进行开放式通信
在基于组件的自动化中实现分布式智能系统 (PROFINET)
通过集成的 web 服务器获得附加诊断功能
可参数化的特性
使用 STEP 7 硬件组态工具，可对 S7-400（包括 CPU）的特性和响应进行参数化，例如：
MPI 多点接口：
定义站地址。
启动/循环响应
定义**循环时间和通信负荷。
地址分配：
I/O 模块编址。保持区域：
定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟位存储器的数量过程映像，局部数据的大小。
诊断缓存区的长度。
保护等级：
程序和数据的访问权限。系统诊断：
定义诊断报警的处理和范围。循环中断：
定义周期时间
CPU 416F-3 PN/DP：
PROFINET 接口
通过 NTP 协议对时间同步进行参数化
信息和显示功能
状态和故障 LED：
LED 可指示出内部和外部故障和运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、调试和测试功能等。测试功能：
编程器用于在程序执行过程中指示信号状态，独立于用户程序修改过程变量，输出堆栈存储器的内容，执行各步程序，并禁用某些程序部分。信息功能：
编程器可用于获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及工作和装载存储器的当前负荷的信息。
通信
中央控制器与故障安全 ET 200 模块之间的安全通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。 专门开发的 PROFIBUS 行规 PROFIsafe 支持在标准数据报文帧中传送安全功能的用户数据。无需其它硬件组件，例如特殊安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中，也可以作为一个软件块装载到 CPU 中。
操作模式
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。
信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术来监视输入和输出信号。
CPU通过周期性自检、命令测试以及基于逻辑和时间的程序执行检测，检查控制器运行的正确性。此外，通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对 I/O 进行检测。
当系统诊断出一个故障时，系统将进入安全状态。
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的运行无需使用一份 F 运行版授权
西门子CPU模块6ES7412-2XJ05-0AB0
详细介绍编辑
1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。
2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。
S7-400
PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。工作原理编辑当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。输入采样在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。用户程序执行在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。输出刷新当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。
保养编辑设备定期测试、调整
（1） 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接；
（2） 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压；
设备定期清扫
（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；
（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网
；检修前准备
（1） 检修前准备好工具；
（2） 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电准备工作；
个人以上监护操作；
（2） 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置；
（3） 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；
（4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下；
（5） CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；
（6） 安装时以相反顺序进行；
检修工艺及技术要求
（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的万能表测量
（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；
（3） 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；
（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM内容将丢失；（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；
（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；
（7） 更换元件不得带电操作；
（8） 检修后模板安装一定要安插到位
连接
操作规则和规定
简介
根据应用领域的不同，ET 200AL 分布式 I/O 系统作为设备和系统的一个组件，要求用户遵
守特定的规则和规定。
本部分概要说明了在设备或系统中集成 ET 200AL 分布式 I/O 系统时要遵循的一些重要
的规则。
具体应用
请遵守适用于具体应用的安全和事故预防规定（如，机器指令）。
紧急停止设备
符合 IEC 60204 标准（对应于 DIN VDE 113）的紧急停止设备必须在设备或系统的所有操
作模式下都保持有效。
排除系统危险状况
不允许出现危险工厂状态。
即使在以下情况中，也需确保不出现危险系统状态：
• 发生电压骤降或断电时
• 电压骤降或断电后工厂重新启动时
• 与 PROFINET 的通信中断后 ET 200AL 分布式 I/O 系统重新启动时
必要时，可强制执行急停。
在“急停”解锁后，不允许执行不受控或未定义的启动操作。
电缆和电线
确保使用的电缆（包括连接器）经批准可以在至少 70 °C 的温度下连续工作。连接
外部熔断器 / 开关
要满足具体应用中的电缆和设备保护标准要求，必需安装外部熔断器和开关。
SELV/PELV 电源的线路电压
下面描述了对于线路电压必须关注的方面（有关更多信息，请参见“有关绝缘、保护等
级、防护等级和额定电压的信息 (页 103)”部分）：
• 对于不带多极断路器的固定设备或系统，在建筑物安装中必须使用断路器装置（多
极）。
• 对于负载电流电源，组态的额定电压范围必须与当地的线路电压相匹配。
• 对于 ET 200AL 分布式 I/O 系统的所有电源电路，线路电压与额定值的波动/偏离值必
须在允许的容差范围内。