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S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能zui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構并擁有性能儲備。
    S7-400
    中端到性能范圍內功能強大的 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*調整
    可實現(xiàn)分布式結構,，適用十分靈活
    連接方便
    *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 Internet 的連接,。
    工程組態(tài)和診斷：
    結合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對 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，可以使用高級語言（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,。

 產品優(yōu)點

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：
  在性能范圍內具有較高要求的工廠,。

• CPU 417-4 DP：
  在性能范圍內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,。

德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金,、化工,、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO,，S7-200,，S7-300，S7-400,，工業(yè)網(wǎng)絡,，HMI人機界面，工業(yè)軟件等,。

西門子S7系列PLC體積小,、速度快、標準化,，具有網(wǎng)絡通信能力,，功能更強，可靠性更高,。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200）,，小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等,。

1．SIMATIC S7-200 PLC

S7-200 PLC是超小型化的PLC,，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測,、監(jiān)測及控制等,。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡都能實現(xiàn)復雜的控制功能,。

    S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用,。

2．SIMATIC S7-300 PLC

    S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng),，能滿足中等性能要求的應用,。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較,，S7-300 PLC采用模塊化結構,，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度,；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值,；方便的人機界面服務已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內,，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù),，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù),。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常,、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時,，模塊更換，等等）,；多級口令保護可以使用戶高度,、有效地保護其技術機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改,；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關,，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時,，就不能改變操作方式,，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能,，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能,，這使得組態(tài)非常容易、簡單,。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口,，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng),；多點接口（MPI）集成在CPU中,，用于同時連接編程器、PC機,、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng),。

3． SIMATIC S7-400 PLC

S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器,。

S7-400 PLC采用模塊化無風扇的設計,，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU,，并配有多種通用功能的模板,，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時,，只要適當?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要,。

4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡

通訊網(wǎng)絡是自動化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動化網(wǎng)絡平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的*性通訊,，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡系列產品的總稱,，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù),，有標準的接口并且相互之間*兼容,。

5． 人機界面（HMI）硬件

HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù),、圖形和事件顯示,，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3,，OP7,，OP17等；圖形/文本操作面板OP27,，OP37等,，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37,，TP170A/B等,；SIMATIC面板型PC670等。個人計算機（PC）也可以作為HMI硬件使用,。HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用,。

6． SIMATIC S7工業(yè)軟件

西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類：

（1）編程和工程工具  編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài),、模擬和維護等控制所需的工具,。STEP 7標準軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產品的組態(tài)編程和維護的項目管理工具,，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺上運行的S7-200系列PLC的編程,、在線仿真軟件。

（2）基于PC的控制軟件  基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個人計算機作為可編程序控制器（PLC）運行用戶的程序,，運行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機或其它任何商用機,。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC,，在用戶計算機上作為視窗任務運行,。另一種是插槽PLC（在用戶計算機上安裝一個PC卡），它具有硬件PLC的全部功能,。WinAC與SIMATIC S7系列處理器*兼容,，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具（如STEP 7），編制的程序既可運行在WinAC上,，也可運行在S7系列處理器上,。

（3）人機界面軟件  人機界面軟件為用戶自動化項目提供人機界面（HMI）或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺,。人機界面軟件有兩種,，一種是應用于機器級的ProTool，另一種是應用于監(jiān)控級的WinCC,。

ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài),，從操作員面板到標準PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài),，如：OP3,，OP7，OP17,，TD17等,。ProTool/Pro用于組態(tài)標準PC和所有西門子HMI產品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件,，其運行版也用于Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng),。

WinCC是一個真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）軟件,，可在任何標準PC上運行,。WinCC操作簡單，系統(tǒng)可靠性高,，與STEP 7功能集成,，可直接進入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項目開發(fā)時間,。它的設計適合于廣泛的應用,，可以連接到已存在的自動化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力,，其新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產過程,。

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電源模塊提供了機架和CPU內部的供電電源，置于1號機架的位置,。

  （2）中央處理器（CPU）

  CPU存儲并處理用戶程序,，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的MPI總線處理編程設備和PC,、模塊,、其它站點之間的通訊，并可以為進行DP主站或從站操作裝配一個集成的DP接口,。置于2號機架,。

  （3）接口模塊（IM）

  接口模塊將各個機架連接在一起。不同型號的接口模塊可支持機架擴展或PROFIBUS DP連接,。置于3號機架,，沒有接口模塊時,，機架位置為空。

  （4）信號模塊（SM）

  通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊,。測量輸入信號并控制輸出設備,。信號模塊可用于數(shù)字信號和模擬信號，還可用于進行連接,，如傳感器和啟動器的連接,。

  （5）功能模塊（FM）

  用于進行復雜的、重要的但獨立于CPU的過程,，如：計算,、位置控制和閉環(huán)控制。

  （6）通訊處理器（CP）

  模塊化的通訊處理器通過連接各個SIMATIC站點,，如：工業(yè)以太網(wǎng),，PROFIBUS或串行的點對點連接等。

  后三個模塊在機架上可以任意放置,，系統(tǒng)可以自動分配模塊的地址,。

  需要說明的是，每個機架最多只能安裝8個信號模塊,、功能模塊或通訊模塊,。如果系統(tǒng)任務超過了8個，則可以擴展機架（每個帶CPU的中央機架可以擴展3個機架）,。 

   各個模塊的性能具體如下：

  （1）電源模塊（PS）

  電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源,。

  （2）CPU模塊

  各種CPU 有各種不同的性能，例如,，有的CPU 上集成有輸入/輸出點,，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。

    以上只是列出了部分指標,，設計時還要參看相應的手冊,。

  （3）接口模塊

  接口模塊用于多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架 (ER)。S7-300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER),，可以操作多達32個模塊,。運行時無需風扇。

  （4）信號模塊

  信號模塊用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出,，又分DI/DO（數(shù)字量輸入/輸出）和AI/AO（模擬量輸入/輸出）模塊,。

  ①數(shù)字量輸入模塊：

  ②數(shù)字量輸出模塊：

  ③數(shù)字輸入/輸出模塊：

  ④繼電器輸出模塊：

  ⑤模擬量輸入模塊

  ⑥模擬量輸出模塊：

  ⑦模擬量輸入/輸出模塊：

  （5）功能模塊

   西門子S7－300功能模塊模塊適用于各種場合，功能塊的所有參數(shù)都在STEP7中分配,，操作方便,，而且不必編程。包括：計數(shù)器模塊（FM350），定位模塊（FM351）,，凸輪控制模塊（FM352）,，閉環(huán)控制模塊（FM355）等許多用于特定場合的模塊。

  （6）通訊模塊（CP）

  S7－300通訊模塊是用于連接網(wǎng)絡和點對點通訊用的模塊,，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通過PROFIBUS通訊的模塊CP343－5,，用于S7－300和工業(yè)以網(wǎng)通訊的模塊CP343－1及CP343－1 IT等

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

從工程工作站通過網(wǎng)絡更新固件實現(xiàn)更簡單和快速的升級

通過一個系統(tǒng)功能實現(xiàn)額外的寫保護（例如沒有從PC器件下載到CPU）

通過讀取存儲卡的序列號獲得保護，因此,，保證了程序只與特定的存儲卡一起運行
集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡訪問數(shù)據(jù)記錄，例如控制級PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設備進行通訊,。

效益

由于采用各種級別的CPU,，S7-400可以靈活擴展升級；I/O能力幾乎是無限的,。

強大的CPU允許集成新的功能,，無需額外硬件投資，例如處理質量數(shù)據(jù),，用戶友好的診斷,，到更高層次的MES解決方案或通過總線系統(tǒng)的高速通訊。

可以以模塊化的方式構建S7 - 400,，有各種用于集中配置和分布式結構的模塊,，以實現(xiàn)處理備件方面的低成本。

在操作過程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在運行中配置）,。另外在工作時還可以刪除和插入信號模塊（熱插拔）,。這使得很容易擴展系統(tǒng)或出現(xiàn)故障時替換模塊。

項目的完整數(shù)據(jù)存儲包括CPU上的符號和注釋,，簡化了服務和維護過程,。

可以將安全技術和標準自動化集成到一個單一的S7- 400控制器，可以通過S7- 400的冗余結構增加設備的可用性,。

S7- 400的許多器件也可用于外部環(huán)境條件SIPLUS版本,，例如：擴展溫度范圍（-25+60°C）和在惡劣環(huán)境/冷凝條件下使用。

S7- 400的高速背板總線確保集中式I/O模塊的高速通訊,。