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SIMATIC S7-400 CPUs
Zentralbaugruppen für anspruchsvolle Anwendungen
Zum Aufbau der Steuerung steht ein abgestuftes CPU-Spektrum von der
Einsteiger-CPU bis hin zur Hochleistungs-CPU zur Verfügung.
Alle CPUs
beherrschen große Mengengerüste und zur Leistungssteigerung können
mehrere CPUs im Multicomputing zusammenarbeiten.
Die CPUs ermöglichen durch ihre effiziente Bearbeitungsgeschwindigkeit
und deterministischen Reaktionszeiten kurze Maschinentaktzeiten. |
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Die verschiedenen CPUs unterscheiden sich z.B. in Arbeitsspeicher,
Adressumfang, Anzahl der Verbindungen und Bearbeitungszeit.
Neben den
Standard-CPUs stehen auch 2 fehlersichere und 2 hochverfügbare CPUs zur
Verfügung. Neu im CPU Spektrum sind auch 3 CPUs mit integrierter
PROFINET-Schnittstelle.
Performance
Die S7-400 zeichnet sich nicht nur durch kurze Reaktionszeiten, sondern auch
durch große Leistungsreserven aus. Dadurch können auch bei gleichzeitig
erforderlicher Kommunikation oder anderen unvorhersehbaren Belastungen sehr
kurze Reaktionszeiten erreicht werden. Somit werden spezifizierte
Reaktionszeiten, z.B. die Reaktion eines Ausgangssignals auf die Änderung
eines Eingangssignals ermöglicht. Außerdem können zusätzliche Funktionen
ohne weitere Hardware- Investitionen in die CPUs integriert werden.
Beispiele für neue Funktionen sind die Speicherung und Bearbeitung von
Qualitätsdaten, die komfortable Diagnose oder die vertikale Integration in
übergeordnete MES-Lösungen. Die verbesserte Kommunikationsleistung
ermöglicht eine schnelle Kommunikation über Industrial Ethernet sowie eine
effiziente Anbindung der Feldebene über PROFIBUS, z.B. bei taktsynchronen
Aufgaben.
Multicomputing
Multicomputing, d.h. der gleichzeitige Betrieb mehrerer CPUs in einem
S7-400-Zentralgerät, bietet dem Anwender verschiedene Vorteile:
- Durch Multicomputing kann die Gesamtleistung einer S7-400 aufgeteilt
werden. Z.B. können komplexe Aufgaben in Technologien wie Steuern, Rechnen
oder Kommunizieren zerlegt und verschiedenen CPUs zugeordnet werden.
Dazu
wird jeder CPU ihre eigene, lokale Peripherie zugeteilt.
- Außerdem können beim Multicomputing verschiedene Aufgaben voneinander
entkoppelt werden, d.h. eine CPU bearbeitet die zeitkritischen
Prozessaufgaben und eine andere CPU die zeitunkritischen Aufgaben.
Im Multicomputing-Betrieb verhalten sich alle CPUs wie eine einzige CPU,
d.h. wenn eine CPU in STOP geht, werden auch die anderen CPUs angehalten.
Über Synchronisationsaufrufe können die Aktionen mehrerer CPUs
befehlsgranular koordiniert werden. Und außerdem geschieht der
Datenaustausch zwischen den CPUs über den Mechanismus “Globale Daten” extrem
schnell.
Daten-/Programmspeicher
Alle CPUs der S7-400 haben eine Speichertrennung zwischen Daten und
Programm. Diese Aufteilung des Arbeitsspeichers bringt in bestimmten
Konstellationen eine Performancesteigerung um 100%. Wo ein Standardprozessor
mindestens zweimal auf seinen RAM-Speicher zugreift, führt der S7-400
Spezialprozessor in einem Takt den Zugriff auf den Codespeicher und den
Datenspeicher gleichzeitig aus. Dazu sind auch ein getrennter Code- und
Datenbus vorhanden. Das ist unmittelbare Leistung, die dem Anwender zur
Verfügung steht!
Die Größe des Arbeitsspeichers ist durch die Auswahl der passenden CPU aus
dem fein abgestuften CPU-Spektrum bestimmt.
Für kleine und mittlere Programme reicht der integrierte Ladespeicher (RAM)
aus. Für größere Programme wird der Ladespeicher durch Zustecken von RAM-
oder FEPROM-Speicherkarten vergrößert (64 KB bis 64 MB).
Mit der 64 MB RAM-Speicherkarte ist es möglich, den Inhalt des gesamten
Arbeitsspeichers auch der größten CPU zu speichern. Dieser RAM-Speicher wird
über eine Batterie der Stromversorgung gepuffert. RAM-Speicherkarten werden
besonders dann eingesetzt, wenn z.B. in der Inbetriebnahme-Phase das
Anwenderprogramm häufig geändert werden muss.
RAM-Speicherkarten ermöglichen einen schnelleren Speichervorgang als
FEPROM-Speicherkarten und beliebig viele Schreibzyklen. Zur remanenten
Speicherung ohne Pufferbatterie stehen zusteckbare FEPROM-Speicherkarten zur
Verfügung, deren Daten auch nach dem Ziehen der Karte nicht verlorengehen.
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