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

8

4

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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



21



21



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


6144

6144


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


slots y el nmero de enlaces

21


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


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


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


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.-....


Magnitud de medidafsica

Corriente


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


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)


Magnitud de medida fsica Resistencia


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..-....


Magnitud de medida fsica Termopares


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.-....


Magnitud de medida fsica Termorresistencia


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


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..-....

Todos los nombres marcados con en esta des-cripcin abreviada son marcas registradas deSiemens AG. Los restantes nombres que figuranen este impreso pueden ser marcas registradas,cuyo uso por terceros para sus propios finespuede violar los derechos de sus proprietarios.

simatic_s7 400

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