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पीएलसी प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर
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| उत्पत्ति के प्लेस | जर्मनी |
| ब्रांड नाम | SIMENS |
| प्रमाणन | CE RoHS |
| मॉडल संख्या | 6ES7412-3HJ14-0AB0 |
सीमेंस 6ES7412-3HJ14-0AB0 SIMATIC S7-400H उच्च-उपलब्धता नियंत्रक प्रणाली का केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई, CPU 412-3H है। एक एकल 6ES7412-3HJ14-0AB0 इकाई अपनी इच्छित भूमिका में अकेले काम नहीं कर सकती है।
इसके लिए एक दूसरे समान CPU की आवश्यकता होती है, और दोनों एक रिडंडेंट जोड़ी के रूप में काम करते हैं: दोनों CPU एक साथ एक ही प्रोग्राम चलाते हैं, दोनों एक ही इनपुट को प्रोसेस करते हैं, और उनके आउटपुट को सिंक्रोनस रूप से तुलना की जाती है।
यदि एक CPU विफल हो जाता है, तो दूसरा निर्बाध रूप से कार्यभार संभाल लेता है, नियंत्रित प्रक्रिया को बिना किसी गड़बड़ी के प्रक्रिया जारी रखता है।
यह हार्डवेयर रिडंडेंसी S7-400H की परिभाषित विशेषता है और यही कारण है कि यह मानक S7-400 से एक अलग प्लेटफॉर्म के रूप में मौजूद है। अधिकांश फैक्ट्री ऑटोमेशन में, एक पीएलसी की खराबी से मशीन रुक जाती है — असुविधाजनक और महंगा, लेकिन ठीक किया जा सकता है।
निरंतर प्रक्रिया संयंत्रों — रिफाइनरियों, रासायनिक रिएक्टरों, बिजली उत्पादन, जल उपचार — में, एक नियंत्रक की विफलता से प्रक्रिया का नुकसान, उत्पाद संदूषण, उपकरण क्षति, या सुरक्षा खतरे हो सकते हैं।
एकल अनियोजित रुकावट की लागत खोए हुए उत्पादन में सैकड़ों हजारों डॉलर तक पहुंच सकती है, और अनियोजित शटडाउन के बाद पुनरारंभ होने में घंटों लग सकते हैं। इन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने वाली प्रणालियाँ थोड़ी देर के लिए भी नियंत्रक आउटेज बर्दाश्त नहीं कर सकती हैं, यही कारण है कि S7-400H को किसी भी एकल हार्डवेयर खराबी के माध्यम से निरंतर संचालन के लिए जमीन से ऊपर डिजाइन किया गया है।
CPU 412-3H S7-400H रेंज में एंट्री-लेवल H-CPU है — MPI/DP संचार के साथ 768KB कुल मेमोरी (512KB प्रोग्राम, 256KB डेटा) प्रदान करता है।
बड़े प्रोग्राम या अधिक डेटा स्टोरेज की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, बड़े CPU 414-3H (6ES7414-3HM14-0AB0) और CPU 417-4H (6ES7417-4HL14-0AB0) क्रमशः बड़ी मेमोरी और अतिरिक्त इंटरफेस प्रदान करते हैं।
| पैरामीटर | मान |
|---|---|
| कुल मेमोरी | 768 KB |
| प्रोग्राम मेमोरी | 512 KB |
| डेटा मेमोरी | 256 KB |
| MPI/DP इंटरफ़ेस | 1 × संयुक्त MPI / PROFIBUS DP |
| सिंक इंटरफेस | 2 × (सिंक मॉड्यूल के लिए) |
| सिस्टम प्रकार | S7-400H, S7-400F/FH |
| स्थिति | बंद कर दिया गया |
CPU 412-3H का तीन-इंटरफ़ेस डिज़ाइन हार्डवेयर रिडंडेंसी की तकनीकी मांगों को दर्शाता है।
एकल MPI/DP इंटरफ़ेस सामान्य ऑटोमेशन संचार को संभालता है — CPU को PROFIBUS DP फील्ड डिवाइस, प्रोग्रामिंग टर्मिनल, HMI पैनल और प्लांट नेटवर्क में अन्य पीएलसी से जोड़ता है। दो सिंक्रनाइज़ेशन इंटरफ़ेस इंटर-CPU संचार के लिए समर्पित हैं।
प्रत्येक CPU 412-3H पर दो सिंक मॉड्यूल इंटरफ़ेस सिंक्रनाइज़ेशन मॉड्यूल (IM 460-4, 6ES7460-4AA01-0AB0) से जुड़ते हैं जो दो रिडंडेंट CPU रैक के बीच भौतिक डेटा लिंक बनाते हैं। दो स्वतंत्र सिंक लिंक का उपयोग किया जाता है — एक नहीं — क्योंकि सिंक्रनाइज़ेशन चैनल स्वयं रिडंडेंट होना चाहिए।
एकल सिंक केबल की विफलता अन्यथा संपूर्ण रिडंडेंसी फ़ंक्शन को अक्षम कर देगी।
दो स्वतंत्र सिंक पथों के साथ, CPU की जोड़ी किसी भी पथ के माध्यम से स्वतंत्र रूप से सिंक्रनाइज़ हो सकती है, और एक सिंक पथ में खराबी रखरखाव अलार्म उत्पन्न करती है बिना स्विचओवर को मजबूर किए।
सिंक संचार सभी स्थिति जानकारी ले जाता है जो दोनों CPU को समान रखने के लिए आवश्यक है: हर आउटपुट स्थिति, हर टाइमर और काउंटर मान, हर मेमोरी बिट — हर प्रोग्राम स्कैन पर अपडेट किया जाता है।
यह बम्पलेस सिंक्रनाइज़ेशन ही है जो एक CPU के विफल होने पर एक वास्तविक स्विचओवर (पुनरारंभ नहीं) को सक्षम बनाता है: जीवित CPU के पास पहले से ही सभी वर्तमान डेटा होते हैं और वह ठीक वहीं से निष्पादन जारी रखता है जहाँ विफल CPU ने छोड़ा था।
6ES7412-3HJ14-0AB0 दो सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन के साथ संगत है:
S7-400H (उच्च-उपलब्धता): मानक रिडंडेंट कॉन्फ़िगरेशन — दो CPU समानांतर में काम करते हैं, हार्डवेयर खराबी पर फेल-ओवर, 99.99% या उससे बेहतर की सीमा में लक्ष्य उपलब्धता।
H सिस्टम उपलब्धता (प्रक्रिया को चालू रखना) को संबोधित करता है लेकिन कार्यात्मक सुरक्षा (खतरनाक प्रक्रिया स्थितियों को रोकना) को नहीं।
S7-400F/FH (फेल-सेफ उच्च-उपलब्धता): हार्डवेयर रिडंडेंसी को IEC 61508-प्रमाणित कार्यात्मक सुरक्षा के साथ जोड़ता है।
F/FH सिस्टम सुरक्षा-प्रमाणित F-मॉड्यूल और सुरक्षा प्रोग्राम ब्लॉक जोड़ता है जो खतरनाक क्षेत्र प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक सुरक्षा उपकरण कार्यों (SIF) को लागू करते हैं।
जब उपलब्धता (कोई अनियोजित शटडाउन नहीं) और कार्यात्मक सुरक्षा (SIL 1/2/3 प्रमाणित सुरक्षा) दोनों एक ही नियंत्रक में आवश्यक होते हैं, तो S7-400F/FH दोनों को एक साथ संबोधित करता है। यह कॉन्फ़िगरेशन तेल और गैस, रासायनिक और परमाणु उद्योगों में आम है जहां प्रक्रिया खतरों के लिए निरंतर संचालन के साथ प्रमाणित सुरक्षा सुरक्षा की आवश्यकता होती है।
मेमोरी विभाजन — प्रोग्राम के लिए 512KB और डेटा के लिए 256KB — निरंतर प्रक्रिया नियंत्रण अनुप्रयोगों में विशिष्ट कार्यभार संतुलन को दर्शाता है जो S7-400H लक्षित करता है। प्रक्रिया स्वचालन प्रोग्रामों में आमतौर पर समान असतत स्वचालन प्रोग्रामों की तुलना में बड़े होते हैं क्योंकि उनमें शामिल हैं:
व्यापक एनालॉग सिग्नल प्रोसेसिंग (स्केलिंग, फ़िल्टरिंग, दर्जनों या सैकड़ों प्रक्रिया चर के लिए अलार्म सीमा मूल्यांकन), जटिल नियंत्रण एल्गोरिदम (कैस्केड PID लूप, अनुपात नियंत्रक, उन्नत प्रक्रिया नियंत्रण), प्रक्रिया हिस्टोरियन एकीकरण के लिए बड़े डेटा संरचनाएं (SCADA को ट्रांसमिशन से पहले माप इतिहास को बफर करना), और व्यापक डायग्नोस्टिक और अलार्म प्रबंधन रूटीन जो ऑपरेटरों को संयंत्र की स्थिति का विस्तार से रिपोर्ट करते हैं।
512KB प्रोग्राम मेमोरी इन जटिल प्रोग्रामों को समायोजित करती है। बहुत बड़े संयंत्रों के लिए, मेमोरी कार्ड पर संग्रहीत लोड करने योग्य फ़ंक्शन ब्लॉक (FBs) का जोड़ अंतर्निहित मेमोरी सीमा से परे प्रभावी प्रोग्राम आकार का विस्तार करता है।
Q1: क्या S7-400H मास्टर के विफल होने पर स्वचालित रूप से स्टैंडबाय CPU पर स्विच हो जाता है, और स्विचओवर कितना तेज़ होता है?
हाँ, स्विचओवर स्वचालित है और इसके लिए ऑपरेटर हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं होती है। जब सक्रिय (मास्टर) CPU स्वयं में खराबी का पता लगाता है, तो यह स्टैंडबाय CPU को कार्यभार संभालने का संकेत देता है। स्टैंडबाय CPU — जो सिंक्रोनस रूप से समान डेटा के साथ समान प्रोग्राम चला रहा था — बिना किसी रुकावट के निष्पादन जारी रखता है।
एक सही ढंग से कॉन्फ़िगर किए गए S7-400H सिस्टम में स्विचओवर समय पीएलसी स्कैन चक्र समय के भीतर होता है, आमतौर पर एकल-अंक मिलीसेकंड की सीमा में, जो फील्ड डिवाइस और प्रक्रिया इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए अगोचर है।
स्विचओवर के कारण कोई प्रक्रिया मान नहीं खोता है, कोई आउटपुट स्थिति नहीं बदलती है, और किसी मैन्युअल पुनरारंभ की आवश्यकता नहीं होती है।
Q2: क्या प्रक्रिया चालू रहने के दौरान S7-400H का रखरखाव किया जा सकता है — मॉड्यूल को बदला जा सकता है या फर्मवेयर अपडेट किया जा सकता है?
हाँ। S7-400H का रिडंडेंट आर्किटेक्चर ऑनलाइन रखरखाव का समर्थन करता है — एक CPU रैक में विफल मॉड्यूल को बदलना जबकि दूसरा चालू रहता है और प्रक्रिया को नियंत्रित करता है।
इसका मतलब है कि उत्पादन के दौरान हार्डवेयर रखरखाव किया जा सकता है, जिसमें शामिल हैं: एक विफल CPU (6ES7412-3HJ14-0AB0 स्वयं) को बदलना, बिजली की आपूर्ति को स्वैप करना, I/O मॉड्यूल को बदलना, और फर्मवेयर को अपडेट करना — सब कुछ प्रक्रिया को रोके बिना।
रखरखाव के बाद, मरम्मत किए गए रैक को स्वचालित रूप से चालू रैक के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाता है।
यह ऑनलाइन रखरखाव क्षमता H सिस्टम का एक मुख्य परिचालन लाभ है जो केवल एक हॉट स्टैंडबाय प्रदान करने से अधिक है।
Q3: क्या CPU 412-3H मानक S7-400 I/O मॉड्यूल और संचार मॉड्यूल के साथ सीधे संगत है?
हाँ। S7-400H CPU रैक मानक S7-400 सिग्नल मॉड्यूल (SMs), संचार प्रोसेसर (CPs), और फ़ंक्शन मॉड्यूल (FMs) स्वीकार करते हैं, जो रिडंडेंसी-मोड प्रतिबंधों के अधीन हैं।
H-मोड ऑपरेशन में, दोनों रैक में स्थापित मॉड्यूल समान होने चाहिए, और कुछ मॉड्यूल प्रकारों (विशेष रूप से संचार बस फ़ंक्शन वाले FMs) के लिए विशिष्ट H-संगत संस्करणों की आवश्यकता होती है।
मानक S7-400 I/O मॉड्यूल (SM421, SM422, SM431, SM432 श्रृंखला) संगत हैं और आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। पूर्ण संगतता सूची S7-400H सिस्टम मैनुअल में प्रलेखित है।
Q4: S7-400H को कैसे प्रोग्राम किया जाता है — क्या STEP 7 के अलावा विशेष सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता होती है?
S7-400H STEP 7 को अपनी प्रोग्रामिंग वातावरण के रूप में उपयोग करता है, जिसमें S7-REDCONNECT लाइब्रेरी का अतिरिक्त उपयोग होता है।
REDCONNECT सॉफ़्टवेयर रिडंडेंट संचार लिंक (H सिस्टम और PROFIBUS/PROFINET स्लेव, SCADA सिस्टम, आदि के बीच कनेक्शन) को स्थापित करने के लिए फ़ंक्शन ब्लॉक और कॉन्फ़िगरेशन टूल प्रदान करता है ताकि दोनों CPU एक साथ संचार पथ का प्रबंधन कर सकें, CPU फेलओवर के अलावा संचार कनेक्शन के स्वचालित फेलओवर के साथ।
REDCONNECT के बिना, H सिस्टम अभी भी मानक STEP 7 उपयोगकर्ता प्रोग्राम चलाएगा, लेकिन रिडंडेंट संचार कॉन्फ़िगरेशन सुविधाएँ उपलब्ध नहीं होंगी।
Q5: CPU 412-3H बंद कर दिया गया है। सीमेंस का अनुशंसित माइग्रेशन पथ क्या है?
सीमेंस SIMATIC S7-1500H सिस्टम (विशेष रूप से CPU 1513H-1 PN और CPU 1517H-3 PN) को S7-400H के वर्तमान-पीढ़ी के प्रतिस्थापन के रूप में अनुशंसित करता है।
S7-1500H प्रदर्शन (तेज़ स्कैन चक्र, उच्च मेमोरी), मूल PROFINET IO-रिडंडेंसी, TIA Portal इंजीनियरिंग के साथ एकीकरण, और काफी अधिक कॉम्पैक्ट भौतिक पदचिह्न में महत्वपूर्ण सुधारों के साथ समकक्ष हार्डवेयर रिडंडेंसी प्रदान करता है।
S7-400H से S7-1500H में माइग्रेशन एक हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर प्रोजेक्ट है — STEP 7 प्रोग्राम को TIA Portal में माइग्रेट किया जाना चाहिए, और नए प्लेटफॉर्म के लिए हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन को फिर से बनाया जाना चाहिए — लेकिन सीमेंस संक्रमण का समर्थन करने के लिए माइग्रेशन टूल और सेवाएं प्रदान करता है।
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