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西門子SIMATIC S7-400代理商

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強大的 PLC,。它可以成功實現(xiàn)全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動化平臺,，其主要特點是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲備。

S7-400

• 中端到性能范圍內(nèi)功能強大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
• 全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行佳調(diào)整
• 可實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),，適用十分靈活
• 連接方便
• 優(yōu)通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便,，設計簡單，不含風扇
• 任務增加時可順利擴展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 *控制器中同時運行,。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配,。例如，可將復雜的技術(shù)任務（如開環(huán)控制,、計算或通信）進行拆分并分配給不同的 CPU,。可以為每個 CPU 分配自己的 I/O,。
• 模塊化：
  通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口,，可實現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如,，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路,、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現(xiàn)場總線。另外,，還可以實現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Intert 的連接,。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為地對 S7-400 進行組態(tài)和編程,，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務,。為此，可以使用語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具,。
• 西門子SIMATIC S7-400代理商

S7-400H

• 具有冗余設計的高可用性自動化系統(tǒng),。
• 用于具有很高故障安全要求的應用：
  重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價高昂,、幾乎不需要監(jiān)視且維護選項較少的過程,。
• 冗余設計的集中功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標準可用性的 I/O：單側(cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時，自動切換到備用設備,。
• 包含 2 個單獨機架或一個分隔式*機架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFIT I/O 來連接切換式 I/O,。

S7-400F/FH

編程，參數(shù)設置

S7 -400®H 象 S7 -400® 一樣編程,。所有可用的 STEP® 7 功能都可使用,。

S7 -400^®H 編程需要使用 STEP® 7 V5. 1 。

S7 -400^®H 選件包

基本上,， S7 - 400®H 的配置與用于 S7 -400® 的程序并無不同,，例如

• 建立項目和站
• 配置硬件和網(wǎng)絡
• 把系統(tǒng)數(shù)據(jù)裝入目標系統(tǒng)

需要 S7 -400®H 選件包來配置與 S7 -400 結(jié)構(gòu)不同的 S7 -400®H 結(jié)構(gòu)。對于安裝,，必須安裝 STEP® 7 標準包 V.5. 1 或更高的版本,。

• 故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標準的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3,、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要,，也可通過冗余設計來實現(xiàn)容錯
• 不對安全相關(guān) I/O 進行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關(guān)應用的標準模塊也可以在自動化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。

產(chǎn)品目錄 ST 70

• 故障安全的自動化系統(tǒng),，可滿足高度安全要求
• 符合安全要求,，可達 SIL 3（IEC 61508 標準）、AK6（DIN V 19250 標準） 以及4 類標準（EN 954-1 標準）
• 如果需要,，也可通過冗余設計而實現(xiàn)容錯
• 故障安全 I/O 不增加接線：
  通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進行安全通訊
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和 ET 200M
• 標準模塊可應用在自動化系統(tǒng)的非故障安全型應用場合
• 隔離模板,，用于在一個 ET 200M 的安全模式中故障安全和標準模塊的組合使用。

應用

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全型自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求很高設備中,。 它控制著各種過程,，如果直接停機，這些過程也不會對人員或環(huán)境構(gòu)成威脅,。 S7–400 F/FH 有兩種基本型號：

• S7-400F: 
  故障安全型自動化系統(tǒng),。 如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯，生產(chǎn)過程就轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài),，并中斷,。
• S7-400FH: 
  故障安全型和故障容錯型自動化系統(tǒng)。 如果在某個控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯,，則冗余控制機構(gòu)被激活,，使得生產(chǎn)過程繼續(xù)下去,。

使用其它的標準模塊,，可是使其建立一個對故障安全和非故障安全都能進行控制的全集成控制系統(tǒng),。 使用相同的標準應用程序?qū)φ麄€系統(tǒng)進行組態(tài)和編程。

設計

S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)可以根據(jù)需要進行不同的組態(tài)：

S7-400F的單通道單側(cè)I/O

此系統(tǒng)需要一個故障安全的 PLC,。 但是不一定是容錯的,。 需要下列部件：

• 1 個 CPU 414-4H/417-4H，帶 F 運行*
• 1 條 PROFIBUS-DP 線路
• ET 200M ,，帶 IM 153-2
• 無冗余設計的故障安全信號模塊

當發(fā)生故障時,，可以訪問 I/O。 故障安全信號模塊鈍化,。

單通道,，S7-400FH 有可切換的 I/O

此系統(tǒng)需要一個故障安全的 PLC。 對于 CPU 需要容錯,。 需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H,，帶 F 運行*
• 2 條 PROFIBUS-DP 線路
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2 (冗余),。
• 無冗余設計的故障安全信號模塊

當一個 CPU,、IM 153-2 或 PROFIBUS-DP 發(fā)生故障時，PLC 可繼續(xù)工作,。 當故障安全信號模塊或者 ET 200M 發(fā)生故障時,，I/O 不再使用。 故障安全信號模塊鈍化,。

S7-400FH 有冗余切換的 I/O

此系統(tǒng)需要一個故障安全的 PLC,。 CPU 和 I/O 需要是容錯的。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H,，帶 F 運行*
• 2 條 PROFIBUS-DP 線路
• 2 個 ET 200M ,，帶 2 個 IM 153-2 (冗余)。
• 冗余設計的故障安全信號模塊

如果CPU,、IM 153-2,、PROFIBUS-DP、故障安全信號模塊或 ET 200M 發(fā)生故障,，此 PLC 繼續(xù)可用,。

在S7-400F/FH自動化系統(tǒng)中也可以使用標準模板。 但是不能與ET 200M一起使用,。

通訊

*控制器和ET200M之間通過PROFIBUS DP進行故障安全通訊和標準通訊,。 經(jīng)過特殊開發(fā)，PROFISafe PROFIBUS 可以在標準數(shù)據(jù)報文楨中進行安全功能的數(shù)據(jù)通訊,。 需要諸如特殊安全總線的其它硬件組件,。 所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的一個擴展軟件集成在硬件組件中,，也可以作為一個認證的軟件塊裝載到CPU中。

帶隔離模板的安全等級

在ET200M中使用隔離模板具有以下優(yōu)勢：

• PROFIBUS DP組態(tài)使用銅總線電纜,。 不需要光纖電纜,。
• 可使用任何 IM 153-X
• 在安全模式中故障安全信號模塊的混合運行，以及在一個ET 200M中S7-300標準模塊的混合運行

如果達到SIL2安全等級,，則不需要隔離模塊,。

應用

S7-400

SIMATIC S7-400 是中端到性能范圍內(nèi)功能強大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有模塊化,、無風扇設計和較高擴展能力,，并具有全面的通信和網(wǎng)絡功能，可以簡便實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),，用戶操作十分方便,，因此成為中端到性能范圍內(nèi)要求極為苛刻的任務的理想解決方案。

SIMATIC S7-400 的應用領(lǐng)域包括：

• 汽車工業(yè),，如裝配線
• 機械設備制造,，包括機械設備制造
• 倉儲技術(shù)
• 鋼鐵工業(yè)
• 樓宇管理系統(tǒng)
• 發(fā)電和配電
• 造紙和印刷領(lǐng)域
• 木材加工
• 食品和飲料領(lǐng)域
• 過程工程，如水務和污水處理
• 化工和石化領(lǐng)域
• 儀表和控制
• 包裝機械
• 制藥工業(yè)

由于具有多種性能等級的 CPU,，并有具備大量用戶友好的功能的廣泛模塊,，用戶可以根據(jù)具體情況執(zhí)行其自動化任務。

任務擴展時,，可通過附加模塊隨時對控制器進行擴展,，成本不會很高。

SIMATIC S7-400 是一種通用控制器：

• 具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性,，因此擁有*的工業(yè)適用性,。
• 可以帶電連接和斷開各模塊。

S7-400H

在自動化技術(shù)的許多領(lǐng)域中,，對自動化系統(tǒng)的可用性（從而故障安全性）的需求在不斷提高,。在許多領(lǐng)域中，設備停機會產(chǎn)生*的成本,。此時,，只有冗余系統(tǒng)才能滿足可用性要求。

容錯型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求,。即使在一個或多個故障導致控制器的部件出現(xiàn)故障時,，也能繼續(xù)運行。通過以這種方式實現(xiàn)的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應用領(lǐng)域：

• 控制器發(fā)生故障后重啟會產(chǎn)生很高費用的過程（通常在過程工業(yè)中）,。
• 停產(chǎn)的代價十分高昂的過程,。
• 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業(yè)中）。
• 無人監(jiān)視的應用
• 涉及較少維護人員的應用

訂貨數(shù)據(jù)

關(guān)于 S7-400H 組件的訂貨數(shù)據(jù),，請參見在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應模塊,。

S7-400F/FH

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)可在安全要求較高的工廠中使用,。它可對立即停機不會給人員或環(huán)境帶來危險的過程進行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設計：

• S7-400F：
  故障安全自動化系統(tǒng),。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下,，生產(chǎn)過程會切換到安全狀態(tài)并中斷。
• S7-400FH：
• 
  故障安全和高可用性自動化系統(tǒng),。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下,，冗余控制部分將發(fā)揮作用，繼續(xù)控制生產(chǎn)過程,。

通過另外使用標準模塊，可以建立一個全集成控制系統(tǒng),，可在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務共存的工廠環(huán)境中使用,。可以使用相同的標準工具對整個工廠進行組態(tài)和編程,。

• 10 種不同 CPU,，用于 S7-400
• 4 種 CPU，用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
• 3 個故障安全 CPU,，可用于 S7-400F
• 具有不同的性能等級,，滿足不同的應用領(lǐng)域

應用

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 CPU：

• CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN：
  用于中等性能的小型工廠,。
• CPU 414-2,、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP：
  用于具有對編程,、處理速度和通信有額外要求的中等規(guī)模工廠,。
• CPU 416-2、CPU 416-3,、CPU 416-3 PN/DP：
  在性能范圍內(nèi)具有較高要求的工廠,。
• CPU 417-4 DP：
  在性能范圍內(nèi)具有極嚴格要求的工廠。
• CPU 412-5H,、CPU 414-5H,、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H：
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• CPU 414F-3 PN/DP,、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng),，適用于具有較高安全要求的工廠。

設計

所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中,。 相同的單元具有相同的功能,。

前面板上有：

• LED指示燈: 
  用于狀態(tài)和故障指示。
• 波動開關(guān)： 
  用于選擇運行模式,。
• 存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）
• 組合 MPI/DP 端口,。
• 內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）,。
• 電池插座： 
  用于后備電池的外部供電。

除 CPU 412-1 處理器外,，所有 CPU 具有：

• PROFIBUS DP 接口: 
  用于連接分布式 I/O,。根據(jù)組態(tài)的不同，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊,。

CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINT,。 每個模板有一個雙口的 PROFINE 接口。

CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽： 
  用于鏈接其他 DP 網(wǎng)絡,。

此外,，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM、地址區(qū)大小,、可裝載塊的數(shù)量以及處理時間,。

設計

SIMATIC S7-400 有多個型號：

• S7-400：
  中、性能的功能強大的 PLC,，具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風扇的設計,。
• S7-400H：
  采用冗余設計的容錯自動化系統(tǒng)，適用于故障安全型應用,。
• S7-400F/FH：
  采用冗余設計的故障安全自動化系統(tǒng),，也具備高可用性。

S7-400

S7-400 自動化系統(tǒng)采用模塊化設計,。它擁有豐富的模塊,，這些模塊可進行各種組合。

系統(tǒng)包含下列組件：

• 電源模塊 (PS)：
  用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓,。
• CPU：
  配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范圍,。根據(jù)具體型號，這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINT 接口,。使用 PROFIBUS接口,，多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站?？梢詫⒍?256 個 PROFINT IO 設備連接到 PROFINT 接口,。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外,，在一個*控制器中的多重計算模式下,，多個 CPU 可以協(xié)同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應時間,，可實現(xiàn)較短機器循環(huán)時間,。
• 用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)
• 通信處理器 (CP)，例如,，用于總線連接和端到點連接
• 功能模塊 (FM)：
  用于完成計數(shù),、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務的專業(yè)模塊,。

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 接口模塊 (IM)：
  用于連接*控制器和擴展單元,。SIMATIC S7-400 的*控制器可帶有多 21 個擴展單元運行,。
• SIMATIC S5 模塊：
  在相關(guān) SIMATIC S5 擴展單元中，可以尋址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有輸入/輸出模塊,。此外,，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用適配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模塊。

擴展

若用戶需要在應用中使用一個以上*控制器時,，則可以對 S7-400 進行擴展：

• 多 21 個擴展單元：
  可將多 21 個擴展單元 (EU) 連接到*控制器 (CC),。
• 接口模塊 (IM) 的連接：
  通過發(fā)送和接收 IM 來連接 CC 和 EU。發(fā)送 IM 插到 CC 中,，相關(guān)的接收 IM 插到下游 EU 中可將多 6 個發(fā)送 IM 插到 CC 中（其中多 2 個帶 5-V 電源）,，并可將多 1 個 IM 插到 EU 中。每個發(fā)送 IM 均有 2 個接口,，每個接口用于連接 1 條線路?？蓪⒍?4 個 EU（不帶 5-V 電源）或 1 個 EU（帶 5-V 電源）連接到發(fā)送 IM 的每個接口,。
• 電源模塊的固定插槽：
  必須始終將電源模塊插在 CC 和 EU 中的左側(cè)。
• 通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換受限制：
  通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換只能在 CC 和 6 個 EU（EU 1 至 EU 6）之間進行,。
• 集中擴展：
  建議用于小型配置和機器上的控制柜,。也可以提供 5-V 電源。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：1.5 m（帶 5 V 電源）,、3 m（不帶 5 V 電源）,。
• 通過 EU 進行分布式擴展：
  建議在面積很大工廠內(nèi)采用，其中,，多個 EU 位于各個位置,。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU,。
• CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：對于 S7 EU,，約 100 m；對于 S5 EU 約 600 m,。
• EG 183U
• EG 185U
• EG 186U
• ER 701-2
• ER 701-3
• 注意 將 S5 擴展單元分布式連接到：
  IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用,，IM 314 在 S5 EU 中使用?？蓪⒁韵耂5 EU 連接到 S7-400：

• ET 200 的分布式擴展：
  建議用于面積很大的工廠,。通過 CPU 的 PROFIBUS DP 接口,，可以連接含有多 125 個總線節(jié)點的總線。CC 與總線上后一個節(jié)點之間的大距離：23 km（使用光纜）,。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項：

• 組合了多點接口和 DP 主站,，集成在所有CPU 中：
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統(tǒng),、S7-200 和 S7-300 系統(tǒng)以及其它 S7-400 系統(tǒng),。
• 附加 PROFIBUS DP 接口，集成在多個 CPU 中,，用于經(jīng)濟實用連接分布式 I/O 系統(tǒng)（例如,，ET 200）。
• PROFIN CPU 上的集成式 PROFIT 接口,，用于連接到分布式 I/O 系統(tǒng)或與其它控制器和 PC 系統(tǒng)通信,。
• 通信處理器，用于連接到 PROFIBUS 總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng),。
• 通信處理器,，用于功能強大的點到點連接。

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可選）,，可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP,。

以下設備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進行連接：

• SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
• SIMATIC S7-300 （CPU,、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
• SIMATIC C7（通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,，或通過 PROFIBUS DP CP）

雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能,。

以下設備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設備,，例如ET 200
• 現(xiàn)場設備
• SIMATIC S7-200、S7-300
• C7-633/P DP,、C7-633 DP,、C7-634/P DP、C7-634 DP,、C7-626 DP
• SIMATIC S7-400（僅通過 CP 443-5）

通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

多點接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口,。

它用于：

• 編程和參數(shù)設置
• HMI
• 建立涉及對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡拓撲
• 可選擇的連接選項：
  MPI 可以實現(xiàn)多 32 個節(jié)點的同時連接：
  • 編程器/PC
  • HMI 系統(tǒng)
  • S7-200（作為從站）
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 內(nèi)部通信總線（C 總線）；
  通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口,，可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊,。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊，可將多 6 個擴展單元連接到 C 總線,。
• MPI 的性能數(shù)據(jù)：
• 多 32 個 MPI 節(jié)點
• 數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 Mbps
• 靈活的安裝選件：
  使用性能可靠的組件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”產(chǎn)品系列中的總線電纜,、總線連接器和 RS 485 中繼器 (12 Mbps)。
  可通過組件實現(xiàn)佳調(diào)整以滿足具體要求,。例如,，任意兩個 MPI 節(jié)點之間多可以串入 9 個中繼器以連接更大距離。
• DP 主站：
  也可將 S7-400 的 MPI 配置為 DP 主站,。隨后可以連接多 32 個大傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站,。從而保留編程功能和人機界面功能。

通過 CP 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信（點到點）

通過 CP 441 通信處理器,，可以實現(xiàn)功能強大的點到點連接,。

• 可連接各種設備，例如：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業(yè) PC
  • 其它廠商的 PLC
  • 掃描儀,、條形碼閱讀器,、識別系統(tǒng)
  • 機械手控制裝置
  • 打印機
• 可變接口：
  通過可更換的接口模塊，可以使用不同傳輸介質(zhì)進行通信：
• 20 mA (TTY)
• RS 232C (V.24)
• RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)）實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

通過 CP 443-x 通信處理器,，可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng),。

例如包括：

• SIMATIC S7-200（通過 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U,、S5-155U/H
• 編程設備
• PC
• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機械手控制裝置
• 工業(yè) PC
• 驅(qū)動控制裝置
• 其它廠商的設備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下組件：

• 2 個*控制器：
  2 個單獨的 UR1/UR2 *控制器,，或一個分隔式*控制器 (UR2-H) 上的 2 個區(qū)域。
• 每個*控制器有兩個同步模塊,，用于通過光纜連接兩個設備。
• 每個*控制器 1 個 CPU 412-5H,、1 個 CPU 414-5H,、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
• *控制器中具有 S7-400 I/O 模塊,。
• UR1/UR2/ER1/ER2 擴展單元和/或帶有 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設備,。

*功能采用冗余設計?？蓪?I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型,。

通常可用的 I/O（單側(cè)配置）

在單側(cè)配置中,，I/O 模塊具有單通道設計,，僅由兩個*控制器中的一個來尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到*控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設備中,。

在 I/O 尋址設備工作正常的情況下,，從單側(cè)讀入的信息始終提供給兩個*控制器。發(fā)生故障時，受影響的*控制器的 I/O 模塊將停止工作,。

單側(cè)配置用于：

• 9 種標準 CPU（CPU 412-1,、CPU 412-2、CPU 414-2,、CPU 414-3,、CPU 414-3 PN/DP、CPU 416-2,、CPU 416-3,、CPU 416-3 PN/DP、CPU 417-4）
• 3 個 CPU,，適用于惡劣的環(huán)境條件
• 具有不同的性能等級,，滿足不同的應用領(lǐng)域。

應用

不同性能范圍的標準 CPU 可用于 SIMATIC S7-400：

• CPU 412-1 和 CPU 412-2:
  用于中等性能范圍的小型設備,。
• CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
  用于具有對編程,、處理速度和通訊有額外要求的中型設備。
• CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
  滿足性能要求,。
• CPU 417-4 DP:
  滿足的性能要求,。

• 不需要很高可用性的工廠部分。
• 連接基于用戶程序的冗余I/O,。此時,，必須對系統(tǒng)進行對稱設置。

高可用性（切換式配置）

在切換式配置中,，I/O 模塊采用單通道設計,，但它們將由兩個*控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設備中,。

通過 PROFIBUS DP 連接到*控制器,。

I/O 冗余

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現(xiàn)高程度的可用性,，因為通過這種方式,，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現(xiàn)故障,。

可進行實現(xiàn)以下配置：

• 單側(cè) DP 從站采中采用冗余 I/O
• 切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

相互冗余的模塊必須為同一類型和設計形式（例如,，均為集中式或均為分布式）。不對插槽進行規(guī)定,。不過,，出于可用性原因，建議在不同的站中使用,。關(guān)于可以使用的模塊,，請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關(guān)手冊。

FM 和 CP 冗余

功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用：

• 切換式冗余配置：
  可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個交換式 ET 200M 分離。
• 雙通道冗余配置：
  可將 FM/CP 插到兩個子單元中或插到與子單元相連的擴展單元中（參見單側(cè)配置）,。

此時可以不同方式實現(xiàn)模塊冗余：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上,，通常可由用戶對冗余功能進行編程,。將會確定主動模塊并檢測可能的故障以執(zhí)行切換,。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個 CPU 的程序一致。
• 由操作系統(tǒng)直接提供支持,。
  對于 SIMATIC T-CP 443-1,，操作系統(tǒng)直接支持冗余。有關(guān)詳細信息,，請參見“通信”下面的內(nèi)容,。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)可根據(jù)需求進行不同配置：

單通道、單側(cè) I/O,，用于 S7-400F

工廠需要使用故障安全型控制器,。無需容錯。需要下列部件：

• 1 個 CPU 414-4H/417-4H,，含 F-Runtime 許可證,。
• 1 條 PROFIBUS DP 總線。
• 帶有 IM 153-2 的 ET 200M,。
• 故障安全信號模塊,，采用非冗余設計。

發(fā)生故障時,，I/O 不再可用,。故障安全信號模塊被禁用。

單通道,、切換式 I/O,，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)需要有容錯功能,。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證,。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線,。
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2（冗余）,。
• 故障安全信號模塊,，采用非冗余設計。

若 CPU,、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現(xiàn)故障,，控制器仍保持可用。在故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時，I/O 不再可用,。故障安全信號模塊被禁用,。

冗余、切換式 I/O,，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器,。CPU 側(cè)和 I/O 側(cè)需要容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H,，含 F-Runtime 許可證,。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 2 個 ET 200M,，帶 2 個 IM 153-2（冗余）,。
• 故障安全信號模塊，冗余設計,。

在 CPU,、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時,，控制器仍保持可用,。

在 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)中，也可以使用標準模塊,。這些設備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用,。

以下具有分級性能的 SIPLUS S7-400 標準 CPU 可用于惡劣環(huán)境條件下的各種應用：

• SIPLUS S7-400 CPU 412-2
  適用于中端性能小型工廠的標準 CPU。
• SIPLUS S7-400 CPU 414-3
  適用于在程序范圍,、處理速度和通信方面具有額外要求的中等規(guī)模工廠的標準 CPU,。
• SIPLUS S7-400 CPU 416-3
  適用于具有性能要求的工廠的標準 CPU。
• SIPLUS S7-400 CPU 417-4
  適用于具有極嚴格性能要求的工廠的標準 CPU,。

SIPLUS S7-400 標準 CPU 適合在以下環(huán)境條件下使用：

• 寬環(huán)境溫度范圍：-25°C 至 +60/+70 °C
• 需要較高抗化學,、機械和生物負荷的性能和抗鹽霧性能的場合
• 安裝海拔高度增加
• 在高 100% 相對濕度下

通信

*控制器和 ET 200M 之間的安全相關(guān)通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 實現(xiàn)的。通過專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe,，可在標準數(shù)據(jù)報文中傳輸與安全功能相關(guān)的用戶數(shù)據(jù),。無需附加的硬件組件，如安全總線,。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中,，也可作為經(jīng)過認證的軟件塊裝載到 CPU 中。

帶有隔離模塊的安全等級

在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優(yōu)點：

• 可以使用銅質(zhì)總線電纜來建立 PROFIBUS DP 總線,。沒有必要使用光纖電纜,。
• 每個 IM 153-x 都可以使用。
• 在一個 ET 200M 中,，可以混合使用安全模式下的故障安全信號模塊和 S7-300 標準模塊,。

若需要取得安全等級 SIL 2,，則無需使用隔離模塊。

功能

S7-400

大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程,、調(diào)試和維護：

• 高速指令執(zhí)行,。
• 用戶友好的參數(shù)分配
• 人機界面：
  S7-400 的操作系統(tǒng)中集成了用戶友好的 OCM 服務。
• 診斷功能和自檢：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)可連續(xù)檢查系統(tǒng)功能并記錄錯誤和特定系統(tǒng)事件,。
• 密碼保護,。
• 模式選擇開關(guān)
• 系統(tǒng)功能

SIMATIC S7-400 符合以下國內(nèi)和標準：

• CE 標志
• UL 認證
• CSA 認證 或 cULus 認證
• FM 認證
• ATEX 認證
• C-Tick、EMC 標記,，適用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 船級社的船用認證
  • ABS（美國船級社）
  • BV（法國船級社）
  • DNV（挪威船級社）
  • GL（德國勞氏船級社）
  • LRS（英國勞氏船級社）
  • Class NK（日本船級社）

有關(guān)詳細信息,，請參見手冊《S7-400 自動化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。

• 3 個故障安全 CPU（CPU 414F-3 PN/DP,、CPU 416F-2,、CPU 416F-3 PN/DP）
• 具有不同性能等級，滿足不同的應用要求,。

應用

不同性能范圍的故障安全型 CPU 可用于 SIMATIC S7-400：

• CPU 414F-3 PN/DP,、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有較高安全要求的工廠,。
•  

設計

S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng),。S7-400 的突出特點是不帶風扇，運行可靠,，支持信號模塊的熱插拔,。

S7-400 設計簡潔，使用靈活,，操作極為方便：

• 模塊安裝十分簡單,。
• 背板總線集成在安裝機架中。
• 模塊更換簡單,，不會將模塊相互混淆
• 成熟可靠的連接技術(shù)
• TOP Connect 連接方式：
  通過 1 芯到 3 芯接頭和螺釘型或彈簧型端子進行預接線,。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接頭和連接器都應該嵌入到模塊內(nèi)并通過蓋板來保護。
• 小限度的插槽規(guī)則

通信

CPU 和通信處理器支持以下通信類型：

• 過程通信,；
  通過總線（AS-Interface,、PROFIBUS DP 或 PROFIT）對 I/O 模塊進行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級調(diào)用過程通信
• 數(shù)據(jù)通信,；
  在自動化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個自動化系統(tǒng)之間
  進行數(shù)據(jù)交換,。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進行，或在發(fā)生特定事件時通過塊從用戶程序調(diào)用,。

數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制：

• 通過全局數(shù)據(jù)通信 (GD) 實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的 CPU 之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 通過通信功能進行事件驅(qū)動型通信,。

通過 MPI,、PROFIBUS 或 PROFIT 實現(xiàn)網(wǎng)絡連接,。

全局數(shù)據(jù) (GD)

通過 MPI 以及“全局數(shù)據(jù)通信”服務，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（多可達 16 個 GD 數(shù)據(jù)包,，每個循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié)）,。例如，CPU 可以訪問另一個 CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲器/過程映像,。若網(wǎng)絡上連接有 S7-300,，則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局數(shù)據(jù)通信可通過 MPI 來實現(xiàn),?？墒褂?STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機架中,，兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信,。

通信功能

通過系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信服務,。

這些服務包括：

• 通過 MPI 和 PROFIBUS S7 進行的 S7 通信,。
• 通過 MPI、C 總線,、PROFIBUS 和 PROFIT/工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S7 通信,。

通過可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設備之間的通信服務,。

• 4 種高可用 CPU（CPU 412-5H,、CPU 414-5H、CPU 416-5H,、CPU 417-5H）
• 具有不同的性能等級,，滿足不同的應用領(lǐng)域。

應用

不同性能范圍的容錯 CPU 可用于 SIMATIC S7-400：

• CPU 412-5H, CPU 414-5H, CPU 416-5H 和 CPU 417-5H:
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
•  

這些服務包括：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S5 兼容通信,。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的標準通信（通過 PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進行的開放式用戶通信）,。

與全局數(shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實現(xiàn)通信功能,。

集成到 IT 環(huán)境中

通過 S7-400,，可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced,，可以實現(xiàn)下列功能：

• 使用任何 HTML 工具創(chuàng)建自己的 Web 頁面,。方便地將 S7-400 的過程變量分配給 HTML 對象。
• 使用標準瀏覽器并通過這些 Web 頁面監(jiān)控 S7-400,。
• 通過 FC 調(diào)用,，從S7-400 的用戶程序發(fā)送電子郵件。
• 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性,，可進行遠程編程,，甚至可通過電話網(wǎng)（如ISDN）,。

帶有 PROFET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 服務器。因此,，可以使用標準 Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息：

• CPU 常規(guī)信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 消息
• 有關(guān)工業(yè)以太網(wǎng)的信息
• OUC 連接診斷
• PROFET 節(jié)點拓撲
• 通過用戶定義的 Web 頁面顯示過程數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)

可通過使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 服務器內(nèi)提供安全機制,。

等時同步模式

通過等時同步模式系統(tǒng)功能，可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFIET 的循環(huán),，以實現(xiàn)：

• 分布式信號采集
• 信號傳輸
• 程序執(zhí)行

創(chuàng)建自動化解決方案,，以恒定間隔時間（恒定總線周期時間）來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像,。

借助于恒定總線周期時間和分布式 I/O 同步信號處理,，S7-400 可確保重現(xiàn)定義的的過程響應時間。

提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件,，可用來處理運動控制,、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務。

在分布式自動化解決方案中,，SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域,，并可實現(xiàn)高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供佳且恒定的質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量,。

在運行模式下更改硬件組態(tài)（運行時組態(tài),，CiR）

通過 SIMATIC S7-400，在工廠運轉(zhuǎn)期間可以實現(xiàn)硬件組態(tài)的更改,，不會影響生產(chǎn)的進行,。選項包括：

• 增加分布式 I/O 節(jié)點（PROFIBUS DP 或 PA 從站）
• 在 ET 200M I/O 系統(tǒng)中增加模塊并重新設置參數(shù)。

CiR（即運行時組態(tài)）功能可在設備運行期間實現(xiàn)設備擴展和轉(zhuǎn)換,，從而降低設備調(diào)試和重新裝備的時間,。此外，通過該系統(tǒng)功能,，還可以靈活響應工藝的變化（例如,，工藝的優(yōu)化），因為不必因硬件組態(tài)發(fā)生改變而將設備初始化或同步,。

模塊的診斷和過程監(jiān)控

SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監(jiān)控信號采集（診斷）
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號采集（對于數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（對于模擬量模塊）是否正常工作,。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：

• 可參數(shù)化的診斷消息：
  僅當通過適當參數(shù)設置啟用之后,，才會發(fā)送診斷消息,。
• 不可參數(shù)化的診斷消息：
  這些消息是自動發(fā)送的，即與參數(shù)設置無關(guān),。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如,，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設置了參數(shù),，則僅在相應的參數(shù)設置之后才會觸發(fā)中斷）,。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理,，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號,，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應。

具有分級性能的以下 SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可用于惡劣環(huán)境條件下的各種不同應用：

• SIPLUS S7-400 CPU 412H
• SIPLUS S7-400 CPU 414H
• SIPLUS S7-400 CPU 416H
• SIPLUS S7-400 CPU 417H

SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可在以下環(huán)境條件下使用：

• 環(huán)境溫度范圍寬：-25 °C 到 +70 °C
• 在需要較高抗化學腐蝕性以及需能夠承受較高機械和生物負荷和鹽霧的場合
• 安裝海拔高
• 相對濕度 100%

根據(jù)模塊類型的不同,，提供了各種不同診斷消息：

• 用于S7-400 CPU的接口模板
• 用于直接過程鏈接和總線連接
• 在 SIMATIC S7-400 上使用

應用

可在S7-400 CPU中選擇插入通訊接口模板,，以滿足以后的相關(guān)應用。

為此,，CPU 414-3,、416-3 有一個空插槽，CPU 417-4 有兩個插槽,。 通過插入這種接口模板,，可以作為主站或從站處理其他DP網(wǎng)絡，其與內(nèi)置接口具有相同的功能性,。 通過DP接口可多連接125個節(jié)點,。

通過CPU的4個接口可連接400多個PROFIBUS從站；因此一個S7-400站可以控制1600多個PROFIBUS從站,。

硬件中斷

可以監(jiān)控過程信號,，并且可通過過程中斷觸發(fā)對信號變化的響應。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)具體參數(shù)設置,，該模塊可在信號狀態(tài)變化的上升沿,、下降沿或上升沿和下降沿上為每個通道組觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理,，并處理相關(guān)過程中斷塊（例如,，OB 40）。信號模塊可以每個通道緩沖一個中斷,。
• 模擬量輸入模塊：
  通過設置上限值和下限值,，可以定義工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些限值進行比較,。若測量值違反其中任何一個限值,，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務的處理,，并處理相關(guān)過程中斷塊（例如,，OB 40）。若限值高于/低于過量程/欠量程值,，則不進行進行比較,。

S7-400H

容錯通信

進行高可用性通信時,，SIMATIC 將提供以下功能：

• 更高可用性：
  發(fā)生故障時，通信可通過多 4 個冗余連接繼續(xù)進行,。
• 操作簡便,；
  高可用性對用戶來說并不是透明的?？梢圆⒔?jīng)過任何改動而采用標準通信的用戶程序,。冗余功能僅在參數(shù)設置階段進行定義。

S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容錯通信,。在 PC 上,，需要安裝 Redconnect 程序包（參見“SIMATIC ET 通信系統(tǒng)”）。

根據(jù)具體可用性要求,，可使用不同組態(tài)選項：

• 單一總線或冗余總線,。
• 總線型拓撲或環(huán)型拓撲總線。

操作模式

CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要額外功能：

• 數(shù)據(jù)交換
• 故障響應（故障轉(zhuǎn)移至備用設備）
• 兩個子單元的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H 按“熱備份”模式下的主動冗余原理工作（發(fā)生故障時執(zhí)行無反應的自動切換）,。根據(jù)該原理,，在*運行期間，兩個子單元都處于激活狀態(tài),。發(fā)生故障時,，未發(fā)生故障的設備獨自接管過程控制。

為確保平穩(wěn)接管,，必須通過*控制器鏈路實現(xiàn)高速,、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在故障轉(zhuǎn)移期間,，設備會自動保留：

• 相同的用戶程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過程映像內(nèi)容
• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù),，如定時器、計數(shù)器,、位存儲器等

這意味著,，這兩個設備始終保持在新狀態(tài)，并且可以在出現(xiàn)故障時獨立地繼續(xù)執(zhí)行控制,。

采用冗余 I/O 操作時,，這會帶來以下結(jié)果：

• 在*的運行期間，兩個模塊均處于激活狀態(tài),，例如在采用冗余輸入時,，將通過兩個模塊讀取共用傳感器（也可以是兩個傳感器）的信號，對結(jié)果進行比較并提供給用戶以作為用于進一步處理的統(tǒng)一值,。采用冗余輸出時,，由用戶程序計算的值通過兩個模塊進行輸出。
• 發(fā)生故障時（例如，兩個輸入模塊之一出現(xiàn)故障）,，不再對有故障的模塊尋址,，發(fā)生故障信號，僅未受影響的模塊繼續(xù)運行,。在線進行修復之后,，將再次對兩個模塊尋址。

同步

為了實現(xiàn)無反應切換,，需要對兩個子單元進行同步,。

S7-400H 遵循“時間驅(qū)動的同步”工作原理。

每當子單元中發(fā)生可能導致不同內(nèi)部狀態(tài)的事件時,，都會執(zhí)行同步操作，例如在發(fā)生以下事件時：

• 直接訪問 I/O
• 中斷,、報警
• 更新用戶時間
• 通過通信功能修改數(shù)據(jù)

同步是通過操作系統(tǒng)自動進行的,，可在編程階段將其忽略。