SIMATIC Systèmes à haute disponibilité SIMATIC Systèmes à haute disponibilité Manuel système 06/2008 A5E00267697-04 Préface 1 Systèmes d'automatisation à haute disponibilité 2 Configuration matérielle et logicielle du 3 Mise en route 4 Configuration d'une CPU 41x-H 5 Fonctions spéciales d'une CPU 41x-H 6 S7 400H en mode PROFIBUS DP 7 Etats système et de fonctionnement du 8 Couplage et actualisation 9 Utilisation de périphérie dans le 10 Communication 11 Configuration avec STEP 7 12 Défaillance et remplacement de composants pendant le fonctionnement 13 Modifications de l'installation pendant le fonctionnement 14 A B C D E Modules de synchronisation 15 Temps de cycle et temps de réponse de S7-400 16 Caractéristiques techniques 17 Valeurs caractéristiques des systèmes d'automatisation redondants Mode autonome Migration du S5-H au Différences entre systèmes à haute disponibilité et systèmes standard Modules de fonction et de communication utilisables dans un Exemples de connexions pour la périphérie redondante F
Consignes de sécurité Consignes de sécurité Ce manuel donne des consignes que vous devez respecter pour votre propre sécurité et pour éviter des dommages matériels. Les avertissements servant à votre sécurité personnelle sont accompagnés d'un triangle de danger, les avertissements concernant uniquement des dommages matériels sont dépourvus de ce triangle. Les avertissements sont représentés ci-après par ordre décroissant de niveau de risque. DANGER signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées entraîne la mort ou des blessures graves. ATTENTION signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner la mort ou des blessures graves. PRUDENCE accompagné d un triangle de danger, signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner des blessures légères. PRUDENCE non accompagné d un triangle de danger, signifie que la non-application des mesures de sécurité appropriées peut entraîner un dommage matériel. IMPORTANT Personnes qualifiées signifie que le non-respect de l'avertissement correspondant peut entraîner l'apparition d'un événement ou d'un état indésirable. En présence de plusieurs niveaux de risque, c'est toujours l'avertissement correspondant au niveau le plus élevé qui est reproduit. Si un avertissement avec triangle de danger prévient des risques de dommages corporels, le même avertissement peut aussi contenir un avis de mise en garde contre des dommages matériels. L'installation et l'exploitation de l'appareil/du système concerné ne sont autorisées qu'en liaison avec la présente documentation. La mise en service et l'exploitation d'un appareil/système ne doivent être effectuées que par des personnes qualifiées. Au sens des consignes de sécurité figurant dans cette documentation, les personnes qualifiées sont des personnes qui sont habilitées à mettre en service, à mettre à la terre et à identifier des appareils, systèmes et circuits en conformité avec les normes de sécurité. Utilisation conforme à la destination Marques de fabrique Tenez compte des points suivants: ATTENTION L'appareil/le système ne doit être utilisé que pour les applications spécifiées dans le catalogue ou dans la description technique, et uniquement en liaison avec des appareils et composants recommandés ou agréés par Siemens s'ils ne sont pas de Siemens. Le fonctionnement correct et sûr du produit implique son transport, stockage, montage et mise en service selon les règles de l'art ainsi qu'une utilisation et maintenance soigneuses. Toutes les désignations repérées par sont des marques déposées de Siemens AG. Les autres désignations dans ce document peuvent être des marques dont l'utilisation par des tiers à leurs propres fins peut enfreindre les droits de leurs propriétaires respectifs. Exclusion de responsabilité Nous avons vérifié la conformité du contenu du présent document avec le matériel et le logiciel qui y sont décrits. Ne pouvant toutefois exclure toute divergence, nous ne pouvons pas nous porter garants de la conformité intégrale. Si l'usage de ce manuel devait révéler des erreurs, nous en tiendrons compte et apporterons les corrections nécessaires dès la prochaine édition. Siemens AG Industry Sector Postfach 48 48 90327 NÜRNBERG ALLEMAGNE Numéro de référence du document: A5E00267697-04 P 05/2008 Copyright Siemens AG 2008. Sous réserve de modifications techniques
Sommaire 1 Préface... 17 1.1 Préface...17 2 Systèmes d'automatisation à haute disponibilité... 23 2.1 Systèmes d'automatisation redondants de la gamme SIMATIC...23 2.2 Augmentation de la disponibilité des installations...25 3 Configuration matérielle et logicielle du... 27 3.1 Configuration matérielle et logicielle du...27 3.2 Règles pour l'implantation des composants dans une station H...30 3.3 Le système de base du...31 3.4 Périphérie pour...33 3.5 Communication...34 3.6 Outils de configuration et de programmation...35 3.7 Le programme utilisateur...36 3.8 Documentation...37 4 Mise en route... 39 4.1 Mise en route...39 4.2 Conditions...39 4.3 Montage du matériel et mise en service du...40 4.4 Exemples de réactions du système H à des défaillances...42 5 Configuration d'une CPU 41x-H... 43 5.1 Eléments de commande et d'affichage des CPU...43 5.2 Fonctions de surveillance de la CPU...48 5.3 Signalisation d'état et d'erreurs...50 5.4 Commutateur de mode...53 5.5 Niveaux de protection...54 5.6 Procédure d'effacement général...56 5.7 Structure et fonction des mini-cartes mémoire...59 5.8 Interface compatible multipoint (MPI)...63 5.9 Interface PROFIBUS DP...64 5.10 Les paramètres pour les CPU S7 400H...65 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 3
Sommaire 6 Fonctions spéciales d'une CPU 41x-H... 67 6.1 Mise à jour du firmware sans carte mémoire... 67 6.2 Mise à jour du firmware en RUN... 69 6.3 Lecture des données de maintenance... 71 7 S7 400H en mode PROFIBUS DP... 73 7.1 CPU 41x H comme maître PROFIBUS DP... 73 7.1.1 Plages d'adresses DP des CPU 41xH... 74 7.1.2 CPU 41xH comme maître PROFIBUS DP... 74 7.1.3 Diagnostic de la CPU 41xH comme maître PROFIBUS DP... 77 7.2 Données cohérentes... 82 7.2.1 Cohérence avec les blocs et les fonctions de communication... 83 7.2.2 Accès à la mémoire de travail de la CPU... 83 7.2.3 Règles de cohérence pour SFB 14 "GET" ou lecture de variable et SFB 15 "PUT" ou écriture de variable... 84 7.2.4 Lecture cohérente des données d'un esclave DP et écriture cohérente des données sur un esclave DP... 85 7.2.5 Accès cohérent aux données sans utilisation de SFC 14 ou SFC 15... 86 8 Etats système et de fonctionnement du... 89 8.1 Etats système et de fonctionnement du... 89 8.2 Introduction... 90 8.3 Les états système du... 93 8.4 Les états de fonctionnement des CPU... 94 8.4.1 Etat de fonctionnement STOP... 96 8.4.2 Etat de fonctionnement MISE EN ROUTE... 97 8.4.3 Etats de fonctionnement COUPLAGE et ACTUALISATION... 97 8.4.4 Etat de fonctionnement RUN... 98 8.4.5 Etat de fonctionnement ATTENTE... 99 8.4.6 Etat de fonctionnement DETECTION D'ERREURS... 99 8.5 Autotest... 101 8.6 Temps de traitement... 105 8.7 Analyse d'alarmes de process dans le système... 105 9 Couplage et actualisation... 107 9.1 Effets du couplage et de l'actualisation... 107 9.2 Conditions pour le couplage et l'actualisation... 109 9.3 Déroulement du couplage et de l'actualisation... 110 9.3.1 Déroulement du couplage... 114 9.3.2 Déroulement de l'actualisation... 116 9.3.3 Commutation sur CPU avec configuration modifiée ou mémoire étendue... 119 9.3.4 Inhibition du couplage et de l'actualisation... 122 9.4 Surveillance des temps... 123 9.4.1 Temps de traitement... 126 9.4.2 Détermination des temps de surveillance... 127 9.4.3 Valeurs de performance du couplage et de l'actualisation... 134 9.4.4 Facteurs agissant sur le temps de traitement... 135 9.5 Particularités pendant le couplage et l'actualisation... 136 4 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Sommaire 10 Utilisation de périphérie dans le... 137 10.1 Utilisation de périphérie dans le...137 10.2 Introduction...137 10.3 Utilisation d'une périphérie monovoie unilatérale...139 10.4 Utilisation d'une périphérie monovoie commutée...141 10.5 Connexion de périphérie redondante...146 10.5.1 Connexion de périphérie redondante...146 10.5.2 Modules de signaux propres à l'utilisation redondante...154 10.5.3 Déterminer l'état de la dépassivation...173 10.6 Autres possibilités de connexion de la périphérie redondante...174 11 Communication... 181 11.1 Communication...181 11.2 Principes et concepts de base...182 11.3 Réseaux utilisables...186 11.4 Services de communication utilisables...186 11.5 Communication par liaisons S7 à haute disponibilité...187 11.5.1 Communication entre systèmes à haute disponibilité...189 11.5.2 Communication entre systèmes à haute disponibilité et une CPU à haute disponibilité...192 11.5.3 Communication entre systèmes à haute disponibilité et PC...193 11.6 Communication par liaisons S7...195 11.6.1 Communication par liaisons S7 - liaison unilatérale...196 11.6.2 Communication par liaisons S7 redondantes...198 11.6.3 Communication par CP point à point dans l'et200m...199 11.6.4 Couplage quelconque à des systèmes monovoie...200 11.7 Performances de la communication...201 11.8 Règles générales relatives à la communication...203 12 Configuration avec STEP 7... 205 12.1 Configuration avec STEP 7...205 12.2 Configuration avec STEP 7...206 12.2.1 Règles pour l'implantation des composants dans une station H...207 12.2.2 Configuration du matériel...207 12.2.3 Paramétrage de modules dans une station H...208 12.2.4 Recommandations pour la configuration des paramètres de CPU...209 12.2.5 Configurer le réseau...211 12.3 Fonctions PG dans STEP 7...212 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 5
Sommaire 13 Défaillance et remplacement de composants pendant le fonctionnement... 213 13.1 Défaillance et remplacement de composants pendant le fonctionnement... 213 13.2 Défaillance et remplacement de composants pendant le fonctionnement... 214 13.2.1 Défaillance et remplacement d'une CPU... 214 13.2.2 Défaillance et remplacement d'un module d'alimentation... 216 13.2.3 Défaillance et remplacement d'un module d'entrée/sortie ou de fonction... 217 13.2.4 Défaillance et remplacement d'un module de communication... 219 13.2.5 Défaillance et remplacement d'un module de synchronisation ou d'un câble à fibres optiques... 220 13.2.6 Défaillance et remplacement d'un coupleur IM 460 et IM 461... 224 13.3 Défaillance et remplacement de composants de la périphérie décentralisée... 225 13.3.1 Défaillance et remplacement d'un maître PROFIBUS-DP... 225 13.3.2 Défaillance et remplacement d'un coupleur PROFIBUS-DP redondant... 226 13.3.3 Défaillance et remplacement d'un esclave PROFIBUS-DP... 227 13.3.4 Défaillance et remplacement de câbles PROFIBUS-DP... 228 14 Modifications de l'installation pendant le fonctionnement... 229 14.1 Modifications de l'installation pendant le fonctionnement... 229 14.2 Modifications possibles de la configuration matérielle... 230 14.3 Ajout de composants avec PCS 7... 234 14.3.1 PCS 7, étape 1 : Modification du matériel... 236 14.3.2 PCS 7, étape 2 : Modification hors ligne de la configuration matérielle... 237 14.3.3 PCS 7, étape 3 : Arrêt de la CPU de réserve... 237 14.3.4 PCS 7, étape 4 : Chargement de la nouvelle configuration matérielle dans la CPU de réserve... 238 14.3.5 PCS 7, étape 5 : Commuter sur CPU avec configuration modifiée... 238 14.3.6 PCS 7, étape 6 : Passage à l'état système Mode redondant... 240 14.3.7 PCS 7, étape 7 : Modification et chargement du programme utilisateur... 241 14.3.8 Ajout de coupleurs avec PCS 7... 242 14.4 Suppression de composants avec PCS 7... 244 14.4.1 PCS 7, étape I : Modification hors ligne de la configuration matérielle... 245 14.4.2 PCS 7, étape II : Modification et chargement du programme utilisateur... 246 14.4.3 STEP 7, étape III : Arrêt de la CPU de réserve... 247 14.4.4 PCS 7, étape IV : Chargement de la nouvelle configuration matérielle dans la CPU de réserve... 247 14.4.5 PCS 7, étape V : Commuter sur CPU avec configuration modifiée... 248 14.4.6 PCS 7, étape VI : Passage à l'état système Mode redondant... 249 14.4.7 PCS 7, étape VII : Modification du matériel... 250 14.4.8 Suppression de coupleurs avec PCS 7... 251 14.5 Ajout de composants avec STEP 7... 252 14.5.1 STEP 7, étape 1 : ajouter un matériel... 254 14.5.2 STEP 7, étape 2 : Modification hors ligne de la configuration matérielle... 255 14.5.3 STEP 7, étape 3 : Extension et chargement des blocs d'organisation... 255 14.5.4 STEP 7, étape 4 : Arrêt de la CPU de réserve... 256 14.5.5 STEP 7, étape 5 : Chargement de la nouvelle configuration matérielle dans la CPU de réserve... 256 14.5.6 STEP 7, étape 6 : Commuter sur CPU avec configuration modifiée... 257 14.5.7 STEP 7, étape 7 : Passage à l'état système Mode redondant... 258 14.5.8 STEP 7, étape 8 : Modification et chargement du programme utilisateur... 259 14.5.9 Ajout de coupleurs d'extension avec STEP 7... 260 6 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Sommaire 14.6 Suppression de composants avec STEP 7...262 14.6.1 STEP 7, étape I : Modification hors ligne de la configuration matérielle...264 14.6.2 STEP 7, étape II : Modification et chargement du programme utilisateur...265 14.6.3 STEP 7, étape III : arrêt de la CPU de réserve...266 14.6.4 STEP 7, étape IV : Chargement de la nouvelle configuration matérielle dans la CPU de réserve...266 14.6.5 STEP 7, étape V : commutation sur CPU avec configuration modifiée...267 14.6.6 STEP 7, étape VI : Passage à l'état système Mode redondant...268 14.6.7 STEP 7, étape VII : Modification du matériel...269 14.6.8 STEP 7, étape VIII : Modification et chargement des blocs d'organisation...269 14.6.9 Suppression de coupleurs d'extension avec STEP 7...270 14.7 Modification des paramètres de CPU...271 14.7.1 Modification des paramètres de CPU...271 14.7.2 Etape A : Modification hors ligne des paramètres de CPU...273 14.7.3 Etape B : Arrêt de la CPU de réserve...273 14.7.4 Etape C : Chargement de la nouvelle configuration matérielle dans la CPU de réserve...274 14.7.5 Etape D : Commutation sur CPU avec configuration modifiée...275 14.7.6 Etape E : Passage à l'état système Mode redondant...276 14.8 Modification de la configuration mémoire de la CPU...277 14.8.1 Modification de la configuration mémoire de la CPU...277 14.8.2 Extension de la mémoire de chargement...277 14.8.3 Changement du type de la mémoire de chargement...279 14.9 Modification des paramètres d'un module...282 14.9.1 Modification des paramètres d'un module...282 14.9.2 Etape A : Modification hors ligne des paramètres...283 14.9.3 Etape B : Arrêt de la CPU de réserve...284 14.9.4 Etape C : Chargement de la nouvelle configuration matérielle dans la CPU de réserve...284 14.9.5 Etape D : Commuter sur CPU avec configuration modifiée...285 14.9.6 Etape E : Passage à l'état système Mode redondant...287 15 Modules de synchronisation... 289 15.1 Modules de synchronisation pour...289 15.2 Installation de câbles à fibres optiques...293 15.3 Choix des câbles à fibres optiques...296 16 Temps de cycle et temps de réponse de S7-400... 301 16.1 Temps de cycle...302 16.2 Calcul du temps de cycle...304 16.3 Temps de cycle différents...309 16.4 Charge due à la communication...311 16.5 Temps de réponse...314 16.6 Calcul des temps de cycle et de réponse...320 16.7 Exemples de calcul des temps de cycle et de réponse...321 16.8 Temps de réponse à une alarme...324 16.9 Exemple de calcul du temps de réponse à une alarme...326 16.10 Reproductibilité des alarmes temporisées et cycliques...327 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 7
Sommaire 17 Caractéristiques techniques... 329 17.1 Caractéristiques techniques de la CPU 412 3H ; (6ES7412-3HJ14-0AB0)... 329 17.2 Caractéristiques techniques de la CPU 414 4H ; (6ES7414-4HM14-0AB0)... 337 17.3 Caractéristiques techniques de la CPU 417 4H ; (6ES7417-4HT14-0AB0)... 346 17.4 Caractéristiques des cartes mémoire... 355 17.5 Temps d'exécution des FC et FB pour la périphérie redondante... 356 A Valeurs caractéristiques des systèmes d'automatisation redondants... 359 A.1 Concepts de base... 359 A.2 Comparaison des MTBF de configurations choisies... 365 A.2.1 Configurations système avec périphérie centralisée... 365 A.2.2 Configurations système avec périphérie décentralisée... 367 A.2.3 Comparaison de configurations système avec communication standard ou à haute disponibilité... 370 B Mode autonome... 371 C Migration du S5-H au... 379 C.1 Généralités... 379 C.2 Configuration, programmation et diagnostic... 380 D Différences entre systèmes à haute disponibilité et systèmes standard... 381 E Modules de fonction et de communication utilisables dans un... 385 8 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Sommaire F Exemples de connexions pour la périphérie redondante... 387 F.1 SM 321; DI 16 x DC 24 V, 6ES7321 1BH02 0AA0...387 F.2 SM 321; DI 32 x DC 24 V, 6ES7321 1BL00 0AA0...388 F.3 SM 321 ; DI 16 x AC 120/230V, 6ES7321 1FH00 0AA0...389 F.4 SM 321; DI 8 x AC 120/230 V, 6ES7321 1FF01 0AA0...390 F.5 SM 321; DI 16 x DC 24V, 6ES7321 7BH00 0AB0...391 F.6 SM 321; DI 16 x DC 24V, 6ES7321 7BH01 0AB0...392 F.7 SM 326; DO 10 x DC 24V/2A, 6ES7326 2BF01 0AB0...393 F.8 SM 326; DI 8 x NAMUR, 6ES7326 1RF00 0AB0...394 F.9 SM 326; DI 24 x DC 24 V, 6ES7326 1BK00 0AB0...395 F.10 SM 421; DI 32 x UC 120 V, 6ES7421 1EL00 0AA0...396 F.11 SM 421; DI 16 x DC 24 V, 6ES7421 7BH01 0AB0...397 F.12 SM 421; DI 32 x DC 24 V, 6ES7421 1BL00 0AB0...398 F.13 SM 421; DI 32 x DC 24 V, 6ES7421 1BL01 0AB0...399 F.14 SM 322; DO 8 x DC 24 V/2 A, 6ES7322 1BF01 0AA0...400 F.15 SM 322; DO 32 x DC 24 V/0,5 A, 6ES7322 1BL00 0AA0...401 F.16 SM 322; DO 8 x AC 230 V/2 A, 6ES7322 1FF01 0AA0...402 F.17 SM 322 ; DO 4 x DC 24 V/10 ma [EEx ib], 6ES7322 5SD00 0AB0...403 F.18 SM 322 ; DO 4 x DC 15 V/20 ma [EEx ib], 6ES7322 5RD00 0AB0...404 F.19 SM 322; DO 8 x DC 24 V/0,5 A, 6ES7322 8BF00 0AB0...405 F.20 SM 322; DO 16 x DC 24 V/0,5 A, 6ES7322 8BH01 0AB0...406 F.21 SM 332; AO 8 x 12 Bit, 6ES7332 5HF00 0AB0...407 F.22 SM 332; AO 4 x 0/4...20 ma [EEx ib], 6ES7332 5RD00 0AB0...408 F.23 SM 422; DO 16 x AC 120/230 V/2 A, 6ES7422 1FH00 0AA0...409 F.24 SM 422; DO 32 x DC 24 V/0,5 A, 6ES7422 7BL00 0AB0...410 F.25 SM 331; AI 4 x 15 bits [EEx ib] ; 6ES7331 7RD00 0AB0...411 F.26 SM 331 ; AI 8 x 12 bits, 6ES7331-7KF02-0AB0...412 F.27 SM 331; AI 8 x 16 bits ; 6ES7331-7NF00-0AB0...413 F.28 SM 331 ; AI 8 x 16 Bit ; 6ES7331 7NF10 0AB0...414 F.29 AI 6xTC 16Bit iso, 6ES7331-7PE10-0AB0...415 F.30 SM331 ; AI 8 x 0/4...20mA HART, 6ES7331-7TF01-0AB0...416 F.31 SM 332 ; AO 4 x 12 bits ; 6ES7332-5HD01-0AB0...418 F.32 SM332 ; AO 8 x 0/4...20mA HART, 6ES7332-8TF01-0AB0...419 F.33 SM 431 ; AI 16 x 16 bits, 6ES7431-7QH00-0AB0...420 Glossaire... 421 Index... 425 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 9
Sommaire Tableaux Tableau 5-1 Témoins DEL des CPU... 45 Tableau 5-2 Positions du commutateur de mode de fonctionnement... 53 Tableau 5-3 Niveaux de protection d'une CPU... 54 Tableau 5-4 Types de cartes mémoire... 60 Tableau 7-1 CPU 41x, interface MPI/DP comme PROFIBUS DP... 74 Tableau 7-2 Signification de la DEL "BUSF" de la CPU 41x utilisée comme maître DP... 77 Tableau 7-3 Lecture du diagnostic avec STEP 7... 78 Tableau 7-4 Détection d'événements par les CPU 41xH comme maître DP... 80 Tableau 8-1 Récapitulation des états système du... 93 Tableau 8-2 Défaillances qui font quitter l'état système Mode redondant... 98 Tableau 8-3 Réaction à des erreurs pendant l'autotest... 101 Tableau 8-4 Réaction en cas de répétition de l'erreur de comparaison... 102 Tableau 8-5 Réaction à une erreur de somme de contrôle... 102 Tableau 8-6 Erreur matérielle avec appel unilatéral de l'ob 121, erreur de somme de contrôle, 2e apparition... 103 Tableau 9-1 Propriétés du couplage et de l'actualisation... 107 Tableau 9-2 Conditions pour le couplage et l'actualisation... 109 Tableau 9-3 Valeurs typiques pour la partie due au programme utilisateur :... 134 Tableau 10-1 Couplage pour configuration avec périphérie monovoie commutée... 141 Tableau 10-2 Modules de signaux propres à l'utilisation redondante... 154 Tableau 10-3 Câbler des modules de sortie TOR par ou sans diodes... 164 Tableau 10-4 Modules d'entrée analogiques et capteurs... 170 Tableau 10-5 Exemple pour périphérie redondante, partie OB 1... 177 Tableau 10-6 Exemple pour périphérie redondante, partie OB 122... 178 Tableau 10-7 Pour les temps de surveillance avec périphérie utilisée en redondance... 179 Tableau 14-1 Paramètres de CPU modifiables... 271 Tableau 15-1 Câbles à fibres optiques comme accessoires... 296 Tableau 15-2 Spécifications de câbles à fibres optiques en intérieur... 297 Tableau 15-3 Spécifications de câbles à fibres optiques en extérieur... 299 Tableau 16-1 Traitement cyclique du programme... 302 Tableau 16-2 Facteurs d'influence du temps de cycle... 304 Tableau 16-3 Parts du temps de transfert de la mémoire image, CPU 412-3H... 305 Tableau 16-4 Composants du temps de transfert de la mémoire image, CPU 414-4H... 306 Tableau 16-5 Composants du temps de transfert de la mémoire image, CPU 417-4H... 307 Tableau 16-6 Allongement du temps de cycle... 307 Tableau 16-7 Temps de traitement du système d'exploitation au point de contrôle de cycle... 308 10 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Sommaire Tableau 16-8 Allongement du cycle par imbrication d'alarmes...308 Tableau 16-9 Accès directs des CPU aux modules de signaux...318 Tableau 16-10 Accès directs des CPU aux modules de signaux dans le châssis d'extension avec couplage courte distance...318 Tableau 16-11 Accès directs des CPU aux modules de signaux dans le châssis d'extension avec couplage longue distance...319 Tableau 16-12 Exemple de calcul du temps de réponse...320 Tableau 16-13 Temps de réponse aux alarmes de processus et de diagnostic ; temps de réponse maximal aux alarmes sans communication...324 Tableau 16-14 Reproductibilité des alarmes temporisées et des alarmes cycliques des CPU...327 Tableau 17-1 Temps d'exécution des blocs pour la périphérie redondante...356 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 11
Sommaire Figures Figure 2-1 Domaines d'utilisation des systèmes d'automatisation redondants... 23 Figure 2-2 Compatibilité des solutions d'automatisation avec SIMATIC... 25 Figure 2-3 Exemple de redondance dans un réseau sans défaut... 26 Figure 2-4 Exemple de redondance dans un système H à deux voies avec défaut... 26 Figure 2-5 Exemple de redondance dans un système H à deux voies avec défaillance totale... 26 Figure 3-1 Vue d'ensemble... 28 Figure 3-2 Le matériel du système de base du S7 400H... 31 Figure 3-3 Documentation utilisateur pour systèmes à haute disponibilité... 37 Figure 4-1 Montage du matériel... 40 Figure 5-1 Disposition des éléments de commande et de signalisation de la CPU 412-3H... 43 Figure 5-2 Disposition des éléments de commande et de signalisation de la CPU 414-4H/417-4H... 44 Figure 5-3 Fiche jack... 47 Figure 5-4 Positions du commutateur de mode de fonctionnement... 53 Figure 5-5 Structure de la carte mémoire... 59 Figure 7-1 Diagnostic avec CPU 41xH... 79 Figure 7-2 Adresses de diagnostic pour maître DP et esclave DP... 80 Figure 7-3 Propriétés esclave DP... 87 Figure 8-1 Synchronisation des sous-systèmes... 91 Figure 8-2 Etats système et états de fonctionnement du système H... 94 Figure 9-1 Déroulement du couplage et de l'actualisation... 111 Figure 9-2 Déroulement de l'actualisation... 112 Figure 9-3 Exemple de persistance minimale d'un signal d'entrée pendant l'actualisation... 113 Figure 9-4 Signification des temps jouant un rôle lors de l'actualisation... 124 Figure 9-5 Relation entre le temps d'arrêt minimal de périphérie et le temps maximal d'inhibition pour classes de priorité >15... 128 Figure 10-1 Périphérie décentralisée monovoie commutée ET 200M... 142 Figure 10-2 Périphérie redondante dans les châssis de base et d'extension... 146 Figure 10-3 Périphérie redondante dans l'esclave DP unilatéral... 147 Figure 10-4 Périphérie redondante dans l'esclave DP commuté... 148 Figure 10-5 Périphérie redondante utilisée en mode individuel... 149 Figure 10-6 Module d'entrée TOR à haute disponibilité en configuration 1 sur 2 avec un capteur... 162 Figure 10-7 Modules d'entrée TOR à haute disponibilité en configuration 1 sur 2 avec deux capteurs... 163 Figure 10-8 Modules de sortie TOR à haute disponibilité en configuration 1 sur 2... 163 Figure 10-9 Modules d'entrée analogique à haute disponibilité en configuration 1 sur 2 avec un capteur... 166 12 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Sommaire Figure 10-10 Modules d'entrée analogique à haute disponibilité en configuration 1 sur 2 avec deux capteurs...170 Figure 10-11 Modules de sorties analogiques à haute disponibilité en configuration 1 sur 2...171 Figure 10-12 Périphérie redondante unilatérale et commutée...174 Figure 10-13 Organigramme pour l'ob1...176 Figure 11-1 Exemple de liaison S7...183 Figure 11-2 Exemple illustrant le fait que le nombre de liaisons partielles résultantes dépend de la configuration...184 Figure 11-3 Exemple de redondance avec système à haute disponibilité et anneau redondant...189 Figure 11-4 Exemple de redondance avec système à haute disponibilité et bus redondant...190 Figure 11-5 Exemple de système à haute disponibilité avec redondance supplémentaire des CP...190 Figure 11-6 Exemple de redondance avec système à haute disponibilité et CPU H...192 Figure 11-7 Figure 11-8 Figure 11-9 Figure 11-10 Figure 11-11 Figure 11-12 Figure 11-13 Figure 11-14 Figure 11-15 Exemple de redondance avec système à haute disponibilité et bus redondant...193 Exemple de redondance avec système à haute disponibilité, bus redondant et redondance des CP dans le PC...194 Exemple de couplage de systèmes standard et à haute disponibilité connectés à un anneau redondant...196 Exemple de couplage de systèmes standard et à haute disponibilité connectés à un bus redondant...197 Exemple de redondance avec systèmes à haute disponibilité et bus redondant avec liaisons standard redondantes...198 Exemple de couplage d'un système à haute disponibilité à un système monovoie d'un autre constructeur...199 Exemple de couplage d'un système à haute disponibilité à un système monovoie d'un autre constructeur...200 Débit de données en fonction de la charge de communication (allure de principe)...201 Temps de réponse en fonction de la charge de communication (allure de principe)...202 Figure 15-1 Module de synchronisation...290 Figure 15-2 Câbles à fibres optiques, installation par boîtes de distribution...300 Figure 16-1 Composants et composition du temps de cycle...303 Figure 16-2 Temps de cycle différents...309 Figure 16-3 Temps de cycle minimum...310 Figure 16-4 Formule : influence de la charge due à la communication...311 Figure 16-5 Figure 16-6 Figure 16-7 Figure 16-8 Figure 16-9 Partage d'une tranche de temps...311 Relation entre le temps de cycle et la charge due à la communication...313 Temps de cycle DP dans le réseau PROFIBUS DP...315 Temps de réponse le plus court...316 Temps de réponse le plus long...317 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 13
Sommaire Figure A-1 MDT... 361 Figure A-2 MTBF... 361 Figure A-3 Common Cause Failure (CCF)... 363 Figure A-4 Disponibilité... 364 Figure B-1 Vue d'ensemble : structure du système pour des modifications de l'installation durant le fonctionnement... 375 Figure F-1 Exemple de raccordement SM 321; DI 16 x DC 24 V... 387 Figure F-2 Exemple de raccordement SM 321; DI 32 x DC 24 V... 388 Figure F-3 Exemple de raccordement SM 321; DI 16 x AC 120/230 V... 389 Figure F-4 Exemple de raccordement SM 321; DI 8 x AC 120/230 V... 390 Figure F-5 Exemple de raccordement SM 321; DI 16 x DC 24V... 391 Figure F-6 Exemple de raccordement SM 321; DI 16 x DC 24V... 392 Figure F-7 Exemple de raccordement SM 326; DO 10 x DC 24V/2A... 393 Figure F-8 Exemple de raccordement SM 326; DI 8 x NAMUR... 394 Figure F-9 Exemple de raccordement SM 326; DI 24 x DC 24 V... 395 Figure F-10 Exemple de raccordement SM 421; DI 32 x UC 120 V... 396 Figure F-11 Exemple de raccordement SM 421; DI 16 x 24 V... 397 Figure F-12 Exemple de raccordement SM 421; DI 32 x 24 V... 398 Figure F-13 Exemple de raccordement SM 421; DI 32 x 24 V... 399 Figure F-14 Exemple de raccordement SM 322 ; DO 8 x DC 24 V/2 A... 400 Figure F-15 Exemple de raccordement SM 322; DO 32 x DC 24 V/0,5 A... 401 Figure F-16 Exemple de raccordement SM 322; DO 8 x AC 230 V/2 A... 402 Figure F-17 Exemple de raccordement SM 322; DO 16 x DC 24 V/10 ma [EEx ib]... 403 Figure F-18 Exemple de raccordement SM 322 ; DO 16 x DC 15 V/20 ma [EEx ib]... 404 Figure F-19 Exemple de raccordement SM 322; DO 8 x DC 24 V/0,5 A... 405 Figure F-20 Exemple de raccordement SM 322; DO 16 x DC 24 V/0,5 A... 406 Figure F-21 Exemple de raccordement SM 332; AO 8 x 12 Bit... 407 Figure F-22 Exemple de raccordement SM 332; AO 4 x 0/4...20 ma [EEx ib]... 408 Figure F-23 Exemple de raccordement SM 422; DO 16 x 120/230 V/2 A... 409 Figure F-24 Exemple de raccordement SM 422; DO 32 x DC 24 V/0,5 A... 410 Figure F-25 Exemple de raccordement SM 331, AI 4 x 15 Bit [EEx ib]... 411 Figure F-26 Exemple de raccordement SM 331 ; AI 8 x 12 Bit... 412 Figure F-27 Exemple de raccordement SM 331 ; AI 8 x 16 Bit... 413 Figure F-28 Exemple de raccordement SM 331 ; AI 8 x 16 Bit... 414 Figure F-29 Exemple de raccordement AI 6xTC 16Bit iso... 415 14 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Sommaire Figure F-30 Exemple de câblage 1 SM 331 ; AI 8 x 0/4...20mA HART...416 Figure F-31 Exemple de câblage 2 SM 331 ; AI 8 x 0/4...20mA HART...417 Figure F-32 Exemple de raccordement SM 332, AO 4 x 12 Bit...418 Figure F-33 Exemple de câblage 3 SM 332 ; AO 8 x 0/4...20mA HART...419 Figure F-34 Exemple de raccordement SM 431 ; AI 16 x 16 Bit...420 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 15
Sommaire 16 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Préface 1 1.1 Préface Objet du manuel Le présent manuel vous permet de consulter les commandes, les descriptions de fonctions et les caractéristiques techniques des unités centrales du S7 400H. La configuration d'un S7 400 à partir de ces modules ou d'autres modules, c.-à-d. le montage et le câblage des modules, est décrite dans le manuel Système d'automatisation S7-400 ; Installation et configuration. Connaissances de base requises Pour comprendre le manuel, des connaissances de base dans le domaine de l'automatisation sont nécessaires. De plus, on suppose acquises des connaissances sur l'utilisation d'ordinateurs ou d'équipements de type PC (p. ex. consoles de programmation) sous les systèmes d'exploitation Windows 2000 ou XP. Etant donné que la configuration du s'effectue avec le logiciel de base STEP 7, vous devez également avoir des connaissances de l'utilisation de ce logiciel. Les connaissances peuvent être assimilées par la lecture du manuel Programmation avec STEP 7. Prenez en compte les remarques relatives à la sécurité des commandes électroniques figurant à l'annexe du manuel Système d'automatisation S7 400 ; Installation et configuration, en particulier lors de l'utilisation d'un dans des domaines de sécurité. Domaine de validité du manuel Le présent manuel est valable pour les composants suivants : CPU 412 3H ; 6ES7412 3HJ14 0AB0 à partir de la version firmware V4.5.0 CPU 414 4H ; 6ES7414 4HM14 0AB0 à partir de la version firmware V4.5.0 CPU 417 4H ; 6ES7417 4HT14 0AB0 à partir de la version firmware V4.5.0 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 17
Préface 1.1 Préface Versions requises et références des principaux composants système Composants du système Maître externe sur PROFIBUS DP CP 443-5 Extended Module de communication CP 443-1 (Industrial Ethernet, transport TCP / ISO) Module de communication CP 443-5 Basic (PROFIBUS ; communication S7) Versions requises et références Nº de réf. 6GK7 443 5DX03 0XE0 à partir de la version de matériel 1 et de la version firmware 5.1.4 Nº de réf. 6GK7 443 5DX04 0XE0 à partir de la version de matériel 1 et de la version firmware 6.4.0 6GK7 443 1EX10 0XE0 à partir de la version de matériel 1 et de la version firmware 2.6.7 6GK7 443 1EX11 0XE0 à partir de la version de matériel 1 et de la version firmware 2.6.7 6GK7 443 5FX02 0XE0 à partir de la version de matériel 2 et la version firmware 3.2 Remarque Il peut également exister des limitations sur chaque unité centrale. Consultez les remarques contenues dans les informations produits et les FAQ ou dans SIMATIC NET actuel. Installation d'une mise à niveau matérielle STEP 7 En plus de STEP 7, il vous faut également une mise à niveau matérielle. Elle est disponible directement sur Internet via STEP 7. Sous "STEP 7 -> Configuration matérielle", exécutez la commande "Options -> Installer mises à jour matériel". Homologations Le manuel de référence Système d'automatisation S7 400 ; données du module contient au paragraphe 1.1 des indications détaillées portant sur les homologations et les normes. 18 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04
Préface 1.1 Préface Aide en ligne En complément du manuel, l'aide en ligne intégrée au logiciel vous offre une assistance détaillée lors de l'utilisation du logiciel. Le système d'aide est accessible par différentes interfaces : Dans le menu Aide, plusieurs commandes sont disponibles : Rubriques d'aide affiche le sommaire de l'aide. L'aide relative aux systèmes H se trouve sous la rubrique Configuration des systèmes H. Utiliser l'aide... fournit des instructions détaillées sur l'utilisation de l'aide en ligne. L'aide contextuelle fournit des informations en contexte, p.ex. sur une boîte de dialogue ouverte ou une fenêtre active. Vous y accédez au moyen du bouton "Aide" ou de la touche F1. Le barre d'état fournit un autre type d'aide contextuelle. Chaque commande est pourvue d'une explication courte qui s'affiche dès que le pointeur de la souris se trouve sur la commande. De même, une explication courte s'affiche dès que le pointeur de la souris se trouve sur une des icônes de la barre d'outils. Si vous préférez lire les informations de l'aide en ligne sur papier, vous pouvez aussi imprimer des rubriques d'aide, des volumes ou la totalité de l'aide. Guide à travers la documentation Pour vous permettre d'accéder rapidement aux informations qui vous intéressent, nous avons mis en place différents types d'entrée : Au début du manuel, vous trouverez le sommaire général. A l'intérieur des chapitres, vous trouverez sur chaque page de la colonne de gauche des informations donnant un aperçu du contenu du texte correspondant. Après les annexes, se trouve un glossaire reprenant les termes essentiels utilisés dans le manuel, avec leur définition. Le manuel se termine par un index qui vous permettra d'accéder rapidement aux informations recherchées. Recyclage et élimination Le S7 400H peut être recyclé, car les équipements qu'il contient sont très peu polluants. Pour que votre appareil usagé soit recyclé et éliminé sans nuisances pour l'environnement, contactez une entreprise d'élimination certifiée pour les déchets électroniques. Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04 19
Préface 1.1 Préface Assistance complémentaire Si vous deviez avoir des questions relatives à l'utilisation des produits décrits dans le présent manuel et dont vous ne trouveriez pas la réponse, veuillez vous adresser à votre interlocuteur Siemens dans votre agence. Vous trouverez votre interlocuteur sous : http://www.siemens.com/automation/partner L'index des documentations techniques proposées pour chaque produit et système SIMATIC est disponible à l'adresse suivante : http://www.siemens.de/simatic-tech-doku-portal Le catalogue en ligne et le système de commande en ligne se trouvent à l'adresse : http://mall.ad.siemens.com/ H/F Competence Center Des ateliers spécifiques aux systèmes d'automatisation de sécurité et de haute disponibilité SIMATIC S7 vous sont proposés par le centre H/F Competence Center à Nuremberg. Ce centre vous fournit également une assistance sur site pour la configuration, la mise en route et la résolution de problèmes. Tél. : +49 (911) 895-4759 Fax : +49 (911) 895-5193 E-mail : hf-cc.aud@siemens.com Centre de formation Nous proposons des cours de formation pour vous faciliter l'apprentissage du système d'automatisation SIMATIC S7. Veuillez vous adresser à votre centre de formation régional ou au centre de formation à D 90327 Nürnberg. Tél. : +49 (911) 895 3200 Internet : http://www.sitrain.com 20 Manuel système, 06/2008, A5E00267697-04