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商丘西門子CP5611通訊卡.商丘西門子CP5611通訊卡

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上海騰樺電氣設(shè)備有限公司

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上海騰樺電氣設(shè)備有限公司，成立于2018年3月，注冊(cè)500萬(wàn)，是一家從事技術(shù)設(shè)備銷售的公司。主要從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品銷售和系統(tǒng)集成的高新技術(shù)企業(yè)

長(zhǎng)期與德國(guó)SIMATIC（西門子）.瑞士ABB.美國(guó)羅克韋爾（AB).法國(guó)施耐德.美國(guó)霍尼韋爾.美國(guó)艾默生合作。

公司有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，銷售團(tuán)隊(duì)，公司成員150于人.為客戶提供專業(yè)的技術(shù)支持，產(chǎn)品資料，售后。

在工控領(lǐng)域，公司以精益求精的經(jīng)營(yíng)理念，從產(chǎn)品、方案到，致力于塑造一個(gè)“行業(yè)專家”品牌，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

• 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• 可應(yīng)用在高可用性的 S7-400H 系統(tǒng)中
• 可與故障安全 S7-400F/FH 系統(tǒng)中 F 運(yùn)行授權(quán)與 F 兼容 CPU 一起使用。
• 帶有內(nèi)置的 PROFIBUS DP 主站接口
• 帶兩個(gè)用于 Sync 模塊的插槽

CPU 414–5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的 CPU。它允許配置為一個(gè)容錯(cuò)的 S7-400H 系統(tǒng)。它可與 F 運(yùn)行授權(quán)一起用于故障安全 S7-400®F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)。內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能夠作為主站或從站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。

CPU 414-5H 擁有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間小于 18.75 ns。
• 4 MB 主存儲(chǔ)器（2 MB 用于程序，2 MB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲(chǔ)器用于存放 S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)；高速主存儲(chǔ)器用于存放與過(guò)程相關(guān)的用戶程序的子程序
• 存儲(chǔ)卡： 
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器。 除程序本身之外，裝載存儲(chǔ)器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲(chǔ)器中占據(jù)雙倍空間的原因。 其結(jié)果是：
  
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。 
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開(kāi)電源時(shí)保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴(kuò)展選件： 
  多達(dá) 131,072 點(diǎn)數(shù)字量和 81,932 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• MPI 多點(diǎn)接口： 
  MPI 可用來(lái)建立一個(gè) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點(diǎn)和 MPI 上的節(jié)點(diǎn)建立多 64 個(gè)連接。 
  注：
  當(dāng)同時(shí)使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時(shí)，只能將下列總線連接器連接到 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過(guò) PROFIBUS DP 接口，可以實(shí)現(xiàn)冗余、分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端口（交換機(jī)）： 
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開(kāi)關(guān)： 
  撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  后的 120 個(gè)報(bào)警和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 
  CPU 提供帶日期和時(shí)間的診斷報(bào)告。
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過(guò)帶 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 414-5H，可迅速建立起操作方便的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。 
  注：
  當(dāng)同時(shí)使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時(shí)，只能將下列總線連接器連接到 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0

S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫(xiě)入器、文本顯示器等。

1．基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

型 號(hào)	輸入點(diǎn)	輸出點(diǎn)	可帶擴(kuò)展模塊數(shù)
S7-200CPU221	6	4	—
S7-200CPU222	8	6	2個(gè)擴(kuò)展模塊 78路數(shù)字量I/O點(diǎn)或10路模擬量I/O點(diǎn)
S7-200CPU224	14	10	7個(gè)擴(kuò)展模塊 168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)
S7-200CPU226	24	16	2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)
S7-200CPU226XM	24	16	2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)

2．?dāng)U展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)

類 型	型 號(hào)	輸入點(diǎn)	輸出點(diǎn)
數(shù)字量擴(kuò)展模塊	EM221	8	無(wú)
	EM222	無(wú)	8
	EM223	4/8/16	4/8/16
模擬量擴(kuò)展模塊	EM231	3	無(wú)
	EM232	無(wú)	2
	EM235	3	1

3．編程器

PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。

簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲(chǔ)卡

為了程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過(guò)該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫(xiě)入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫(xiě)入器

寫(xiě)入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)?/span>PLC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個(gè)變量的狀態(tài)。過(guò)程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。

西門子S7-200 CPU的類型

從CPU模塊的功能來(lái)看，SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：

     第一代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本書(shū)不介紹該產(chǎn)品。

     第二代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 22X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有五種不同配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加擴(kuò)展模塊，是目前小型PLC的主流產(chǎn)品。本書(shū)將介紹CPU22X系列產(chǎn)品。

     對(duì)于每個(gè)型號(hào)，西門子廠家都提供有產(chǎn)品貨號(hào)，根據(jù)產(chǎn)品貨號(hào)可以購(gòu)買到指定類型的PLC。

S7-400

大量功能可支持用戶對(duì) S7-400 進(jìn)行編程、調(diào)試和維護(hù)：

• 高速指令執(zhí)行。
• 用戶友好的參數(shù)分配
• 人機(jī)界面：
  S7-400 的操作系統(tǒng)中集成了用戶友好的 OCM 。
• 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(cuò)誤和特定系統(tǒng)事件。
• 密碼保護(hù)。
• 模式選擇開(kāi)關(guān)
• 系統(tǒng)功能

SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

• CE 標(biāo)志
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證 或 cULus 認(rèn)證
• FM 認(rèn)證
• ATEX 認(rèn)證
• C-Tick、EMC 標(biāo)記，適用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 船級(jí)社的船用認(rèn)證
  • ABS（美國(guó)船級(jí)社）
  • BV（法國(guó)船級(jí)社）
  • DNV（挪威船級(jí)社）
  • GL（德國(guó)勞氏船級(jí)社）
  • LRS（英國(guó)勞氏船級(jí)社）
  • Class NK（日本船級(jí)社）

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè)《S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。

設(shè)計(jì)

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(diǎn)是不帶風(fēng)扇，運(yùn)行可靠，支持信號(hào)模塊的熱插拔。

S7-400 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，使用靈活，操作極為方便：

• 模塊安裝十分簡(jiǎn)單。
• 背板總線集成在安裝機(jī)架中。
• 模塊更換簡(jiǎn)單，不會(huì)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(guò) 1 芯到 3 芯接頭和螺釘型或彈簧型端子進(jìn)行預(yù)接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接頭和連接器都應(yīng)該嵌入到模塊內(nèi)并通過(guò)蓋板來(lái)保護(hù)。
• 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(guò)程通信；
  通過(guò)總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對(duì) I/O 模塊進(jìn)行循環(huán)尋址（交換過(guò)程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級(jí)調(diào)用過(guò)程通信
• 數(shù)據(jù)通信；
  在自動(dòng)化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間
  進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進(jìn)行，或在發(fā)生特定事件時(shí)通過(guò)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(jī)制：

• 通過(guò)全局?jǐn)?shù)據(jù)通信 (GD) 實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的 CPU 之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 通過(guò)通信功能進(jìn)行事件驅(qū)動(dòng)型通信。

通過(guò) MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)

通過(guò) MPI 以及“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（多可達(dá) 16 個(gè) GD 數(shù)據(jù)包，每個(gè)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(wèn)另一個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲(chǔ)器/過(guò)程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300，則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信可通過(guò) MPI 來(lái)實(shí)現(xiàn)?？墒褂?STEP 7 來(lái)執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機(jī)架中，兩個(gè) CPU 可以使用 GD 并通過(guò) C 總線通信。

通信功能

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

這些包括：

• 通過(guò) MPI 和 PROFIBUS S7 進(jìn)行的 S7 通信。
• 通過(guò) MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S7 通信。

通過(guò)可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信。

這些包括：

• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通信。
• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通信（通過(guò) PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的開(kāi)放式用戶通信）。

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

集成到 IT 環(huán)境中

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

• 使用任何 HTML 工具創(chuàng)建自己的 Web 頁(yè)面。方便地將 S7-400 的過(guò)程變量分配給 HTML 對(duì)象。
• 使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器并通過(guò)這些 Web 頁(yè)面監(jiān)控 S7-400。
• 通過(guò) 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(jìn)行遠(yuǎn)程編程，甚至可通過(guò)電話網(wǎng)（如ISDN）。

帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用標(biāo)準(zhǔn) 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
• PROFINET 節(jié)點(diǎn)拓?fù)?
• 通過(guò)用戶定義的 Web 頁(yè)面顯示過(guò)程數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)

可通過(guò)使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機(jī)制。

等時(shí)同步模式

通過(guò)等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能，可通過(guò)連接到等時(shí)同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)：

• 分布式信號(hào)采集
• 信號(hào)傳輸
• 程序執(zhí)行

創(chuàng)建自動(dòng)化解決方案，以恒定間隔時(shí)間（恒定總線周期時(shí)間）來(lái)捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建一致的部分過(guò)程圖像。

借助于恒定總線周期時(shí)間和分布式 I/O 同步信號(hào)處理，S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過(guò)程響應(yīng)時(shí)間。

提供了大量支持等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來(lái)處理運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。

在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-400 還將開(kāi)辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域，并可實(shí)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(shí)提高產(chǎn)量。

在運(yùn)行模式下更改硬件組態(tài)（運(yùn)行時(shí)組態(tài)，CiR）

通過(guò) SIMATIC S7-400，在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改，不會(huì)影響生產(chǎn)的進(jìn)行。選項(xiàng)包括：

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

CiR（即運(yùn)行時(shí)組態(tài)）功能可在設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)設(shè)備擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換，從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時(shí)間。此外，通過(guò)該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應(yīng)工藝的變化（例如，工藝的），因?yàn)椴槐匾蛴布M態(tài)發(fā)生改變而將設(shè)備初始化或同步。

模塊的診斷和過(guò)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(hào)采集（診斷）
• 監(jiān)控來(lái)自過(guò)程的信號(hào)（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可用來(lái)確定模塊的信號(hào)采集（對(duì)于數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（對(duì)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(dāng)通過(guò)適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會(huì)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(dòng)發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無(wú)關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無(wú)傳感器輸入”），則該模塊會(huì)觸發(fā)一個(gè)診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會(huì)觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過(guò)硬件中斷可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且可以觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

根據(jù)模塊類型的不同，提供了各種不同診斷消息：

數(shù)字量輸入/輸出模塊
診斷消息	可能的故障原因
無(wú)傳感器電源	傳感器電源過(guò)載 傳感器電源對(duì) M 短路
無(wú)外部輔助電壓	模塊無(wú)電源電壓 L+
無(wú)內(nèi)部輔助電壓	模塊無(wú)電源電壓 L+ 內(nèi)部模塊熔斷器有故障
熔斷器燒斷	內(nèi)部模塊熔斷器有故障
模塊中的參數(shù)不正確	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
時(shí)間看門夠脫落	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
EPROM 故障	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
RAM 故障	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
硬件中斷丟失	硬件中斷到來(lái)的速度超過(guò) CPU 的處理能力

模擬量輸入模塊
診斷消息	可能的故障原因
無(wú)外部負(fù)載電壓	模塊無(wú)負(fù)載電壓 L+
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
共模錯(cuò)誤	輸入 (M-) 和測(cè)量電路的參考電位 (MANA) 之間的電位差 UCM 過(guò)高
斷線	傳感器電路的電阻過(guò)高 模塊和傳感器之間的線路中斷 通道未切換（斷開(kāi)）
低于量程下限	輸入值低于前量程值，此故障的可能原因是 量程 4 - 20 mA、1 - 5 V： 傳感器極性接反； 選擇的量程不正確 其它量程： 選擇的量程不正確
高于量程上限	輸入值超出過(guò)量程值

模擬量輸出模塊
診斷消息	可能的故障原因
無(wú)外部負(fù)載電壓	模塊無(wú)負(fù)載電壓 L+
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
對(duì) M 短路	輸出過(guò)載 輸出 QV 對(duì) MANA 短路
斷線	執(zhí)行器電阻過(guò)高 模塊和執(zhí)行器之間的線路中斷 通道未使用（斷開(kāi)）

硬件中斷

可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且可通過(guò)過(guò)程中斷觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

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

S7-400H

容錯(cuò)通信

進(jìn)行高可用性通信時(shí)，SIMATIC 將提供以下功能：

• 更高可用性：
  發(fā)生故障時(shí)，通信可通過(guò)多 4 個(gè)冗余連接繼續(xù)進(jìn)行。
• 操作簡(jiǎn)便；
  高可用性對(duì)用戶來(lái)說(shuō)并不是透明的。可以并經(jīng)過(guò)任何改動(dòng)而采用標(biāo)準(zhǔn)通信的用戶程序。冗余功能僅在參數(shù)設(shè)置階段進(jìn)行定義。

S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容錯(cuò)通信。在 PC 上，需要安裝 Redconnect 程序包（參見(jiàn)“SIMATIC NET 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(xiàng)：

• 單一總線或冗余總線。
• 總線型拓?fù)浠颦h(huán)型拓?fù)淇偩€。

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(yīng)（故障轉(zhuǎn)移至備用設(shè)備）
• 兩個(gè)子單元的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H 按“熱備份”模式下的主動(dòng)冗余原理工作（發(fā)生故障時(shí)執(zhí)行無(wú)反應(yīng)的自動(dòng)切換）。根據(jù)該原理，在無(wú)故障運(yùn)行期間，兩個(gè)子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí)，未發(fā)生故障的設(shè)備獨(dú)自接管過(guò)程控制。

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

在故障轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備會(huì)自動(dòng)保留：

• 相同的用戶程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過(guò)程映像內(nèi)容
• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù)，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、位存儲(chǔ)器等

這意味著，這兩個(gè)設(shè)備始終保持在新?tīng)顟B(tài)，并且可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制。

采用冗余 I/O 操作時(shí)，這會(huì)帶來(lái)以下結(jié)果：

• 在無(wú)故障的運(yùn)行期間，兩個(gè)模塊均處于激活狀態(tài)，例如在采用冗余輸入時(shí)，將通過(guò)兩個(gè)模塊讀取共用傳感器（也可以是兩個(gè)傳感器）的信號(hào)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較并提供給用戶以作為用于進(jìn)一步處理的統(tǒng)一值。采用冗余輸出時(shí)，由用戶程序計(jì)算的值通過(guò)兩個(gè)模塊進(jìn)行輸出。
• 發(fā)生故障時(shí)（例如，兩個(gè)輸入模塊之一出現(xiàn)故障），不再對(duì)有故障的模塊尋址，發(fā)生故障信號(hào)，僅未受影響的模塊繼續(xù)運(yùn)行。在線進(jìn)行修復(fù)之后，將再次對(duì)兩個(gè)模塊尋址。

同步

為了實(shí)現(xiàn)無(wú)反應(yīng)切換，需要對(duì)兩個(gè)子單元進(jìn)行同步。

S7-400H 遵循“時(shí)間驅(qū)動(dòng)的同步”工作原理。

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

• 直接訪問(wèn) I/O
• 中斷、報(bào)警
• 更新用戶時(shí)間
• 通過(guò)通信功能修改數(shù)據(jù)

同步是通過(guò)操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行的，可在編程階段將其忽略。

自檢

S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。自檢涉及以下方面：

• 中央控制器的連接
• 中央處理單元
• 處理器/ASIC
• 存儲(chǔ)器

報(bào)告每個(gè)檢測(cè)到的故障。

啟動(dòng)時(shí)自檢

啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)子單元都會(huì)完整執(zhí)行全部自檢功能。

循環(huán)操作期間的自檢

完整的自檢分布在多個(gè)循環(huán)中。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢，因此，實(shí)際控制器所承受的負(fù)荷不是很大。

組態(tài)、編程

S7-400H 的編程與 S7-400 類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

對(duì) S7-400H 編程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O 模塊的組態(tài)

硬件組態(tài)時(shí)，用戶必須通過(guò) HW Config 指定相互形成冗余的模塊。只需指定要在冗余模式下運(yùn)行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個(gè)模塊。在用戶程序中，應(yīng)訪問(wèn)具有低地址的模塊。第二個(gè)地址不向用戶顯示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的編程完全相同。與非冗余 I/O 之間的差別是塊庫(kù)中的兩個(gè)函數(shù)塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開(kāi)始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)塊。

在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，該庫(kù)已作為標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)集成到 STEP 7 中。

S7-400H

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 要求等級(jí) AK 1 至 AK 6，根據(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級(jí) SIL 1 至 SIL 3，根據(jù) IEC 61508
• Cat1 至 Cat4，根據(jù) EN 954-1

操作模式

S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障安全信號(hào)模塊中。

信號(hào)模塊通過(guò)差異分析和測(cè)試信號(hào)注入來(lái)監(jiān)控輸出和輸入信號(hào)。

通過(guò)定期自檢、命令測(cè)試以及按時(shí)間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運(yùn)行是否正常。此外，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請(qǐng)求，還可以檢查 I/O 狀況。

若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。

F-Runtime 許可證

必須將 F-Runtime 許可證加載到 CPU 上以運(yùn)行 S7-400F/FH。每個(gè) S7-400F/FH 都需要一份許可證。

編程

S7-400F/FH 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方式相同。非故障安全工廠部分的用戶程序可用成熟可靠的編程工具（如 STEP 7）來(lái)創(chuàng)建。

S7 F Systems 可選軟件包

編程安全相關(guān)的程序段時(shí)，需要使用可選軟件包“S7 F Systems”。該軟件中包括創(chuàng)建 F 程序所需的全部函數(shù)和塊。

對(duì)于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調(diào)用來(lái) F 庫(kù)中的專用函數(shù)塊并進(jìn)行互連。使用 CFC 可以簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)和編程工作，由于工廠范圍內(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式，也將簡(jiǎn)了驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)需使用額外工具，程序員就可以完全專注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。

Monitor V6.2帶50個(gè)客戶機(jī) WinCC Audit V7.0 6AV6 371-1DV07-0AX0 SIMATIC WinCC /Audit RT V7.0 6AV6 371-1DV17-0AX0 SIMATIC WinCC /Audit RC V7.0

功能模塊使 CPU 減輕了計(jì)數(shù)、定位和控制等工作負(fù)荷

模板的種類

• 計(jì)數(shù)器模塊
• 用于快速移動(dòng)以及爬行速度驅(qū)動(dòng)的定位模塊
• 用于步進(jìn)電機(jī)的定位模塊
• 用于伺服電機(jī)的定位模塊
• 定位和連續(xù)路徑控制模塊
• SSI 位置檢測(cè)模塊
• 電子凸輪控制器
• 高速布爾處理器
• 控制模板

功能模塊
計(jì)數(shù)	FM 350-1計(jì)數(shù)器模塊
	FM 350-2計(jì)數(shù)器模塊
定位
快速橫動(dòng)/爬行速度驅(qū)動(dòng)	FM 351 定位模塊
用于步進(jìn)電機(jī)	FM 353 定位模塊
用于伺服電機(jī)	FM 354 定位模塊
位置和路徑控制	FM 357-2 定位和路徑控制模塊1)
SSI 位置檢測(cè)	SM 338 POS 輸入模板
電子凸輪控制	FM 352 電子凸輪控制器
高速邏輯運(yùn)算	FM 352-5 高速布爾處理器
Controlling 組件	FM 355 控制器模板
	FM 355-2 溫度控制模塊
稱重和比例控制	SIWAREX

CPU 1515-2 PN 是具有容量程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中十分苛刻。 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹８郊拥募?PROFINET 接口，具有單獨(dú)的 IP 地址，可用于網(wǎng)絡(luò)分離等。另外，CPU 還提供全面的控制功能，并能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的 PLC-open 塊連接變頻器。

The CPU 1515-2 PN 有:

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 30 ns。
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  500 KB，用于程序；3 MB，用于數(shù)據(jù)
• 采用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為加裝存儲(chǔ)器；
  允許實(shí)現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）
• 顯示器的功能為：
  • 顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、別名稱、位置名稱等。
  • 診斷信息顯示
  • 模塊信息顯示
  • 顯示器設(shè)置顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
  • IP 地址設(shè)置
  • 日期和時(shí)間設(shè)置
  • 選擇操作模式
  • 復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示屏
  • 啟用保護(hù)級(jí)別
• PROFINET IO IRT 接口用于通過(guò) PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接
• PROFINET 接口用于網(wǎng)絡(luò)分離

6SE6440-2UC11-2AA1	6SE6400-3CC00-4AB3	6SE6400-3TC00-4AD3 (6SE6400-3TR00-4AD3)
6SE6440-2UC12-5AA1
6SE6440-2UC13-7AA1	6SE6400-3CC01-0AB3
6SE6440-2UC15-5AA1
6SE6440-2UC17-5AA1
6SE6440-2UC21-1BA1	6SE6400-3CC02-6BB3	6SE6400-3TC01-0BD3 (6SE6400-3TR01-0BD3)
6SE6440-2UC21-5BA1
6SE6440-2UC22-2BA1
6SE6440-2UC23-0CA1	6SE6400-3CC03-5CB3	6SE6400-3TC03-2CD3 (6SE6400-3TR03-2CD3)
6SE6440-2UC11-2AA1	6SE6400-3CC00-3AC3	6SE6400-3TC00-4AD3 (6SE6400-3TR00-4AD3)
6SE6440-2UC12-5AA1
6SE6440-2UC13-7AA1	6SE6400-3CC00-5AC3
6SE6440-2UC15-5AA1
6SE6440-2UC17-5AA1
6SE6440-2UC21-1BA1	6SE6400-3CC00-8BC3   (6SE6400-3CR00-8BC3)	6SE6400-3TC01-0BD3 (6SE6400-3TR01-0BD3)
6SE6440-2UC21-5BA1	6SE6400-3CC01-4BD3   (6SE6400-3CR01-4BD3)
6SE6440-2UC22-2BA1
6SE6440-2UC23-0CA1	6SE6400-3CC01-7CC3	6SE6400-3TC03-2CD3 (6SE6400-3TR03-2CD3)
6SE6440-2UC24-0CA1	6SE6400-3CC03-5CD3   (6SE6400-3CR03-5CD3)
6SE6440-2UC25-5CA1
6SE6440-2UC27-5DA1	6SE6400-3CC05-2DD0   (6SE6400-3CR05-2DD0)	6SE6400-3TC05-4DD0 (6SE6400-3TR05-4DD0)
6SE6440-2UC31-1DA1
6SE6440-2UC31-5DA1
6SE6440-2UC31-8EA1	6SE6400-3CC08-8EC0	6SE6400-3TC08-0ED0 (6SE6400-3TR08-0ED0)
6SE6440-2UC32-2EA1
6SE6440-2UC33-0FA1	6SE6400-3CC11-7FD0   (6SE6400-3CR11-7FD0)	6SE6400-3TC15-4FD0 (6SE6400-3TR15-4FD0)
6SE6440-2UC33-7FA1
6SE6440-2UC34-5FA1
6SE6440-2UD17-5AA1	6SE6400-3CC00-4AD3   (6SE6400-3CR00-4AD3)	6SE6400-3TC00-4AD2 (6SE6400-3TR00-4AD2)
6SE6440-2UD21-1AA1
6SE6440-2UD21-5AA1	6SE6400-3CC00-6AD3   (6SE6400-3CR00-6AD3)
6SE6440-2UD22-2BA1	6SE6400-3CC01-0BD3   (6SE6400-3CR01-0BD3)	6SE6400-3TC01-0BD3 (6SE6400-3TR01-0BD3)
6SE6440-2UD23-0BA1
6SE6440-2UD24-0BA1	6SE6400-3CC01-4BD3   (6SE6400-3CR01-4BD3)
6SE6440-2UD25-5CA1	6SE6400-3CC02-2CD3   (6SE6400-3CR02-2CD3)	6SE6400-3TC03-2CD3 (6SE6400-3TR03-2CD3)
6SE6440-2UD27-5CA1
6SE6440-2UD31-1CA1	6SE6400-3CC03-5CD3   (6SE6400-3CR03-5CD3)
6SE6440-2UD31-5DB1	6SE6400-3CC04-4DD0   (6SE6400-3CR04-4DD0)	6SE6400-3TC05-4DD0 (6SE6400-3TR05-4DD0)
6SE6440-2UD31-8DB1		6SE6400-3TC03-8DD0 (6SE6400-3TR03-8DD0)
6SE6440-2UD32-2DB1	6SE6400-3CC05-2DD0   (6SE6400-3CR05-2DD0)	6SE6400-3TC05-4DD0 (6SE6400-3TR05-4DD0)
6SE6440-2UD33-0EB1	6SE6400-3CC08-3ED0   (6SE6400-3CR08-3ED0)	6SE6400-3TC08-0ED0 (6SE6400-3TR08-0ED0)
6SE6440-2UD33-7EB1		6SE6400-3TC07-5ED0 (6SE6400-3TR07-5ED0)
6SE6440-2UD34-5FB1	6SE6400-3CC11-2FD0   (6SE6400-3CR11-2FD0)	6SE6400-3TC14-5FD0 (6SE6400-3TR14-5FD0)
6SE6440-2UD35-5FB1		6SE6400-3TC15-4FD0 (6SE6400-3TR15-4FD0)
6SE6440-2UD37-5FB1	6SE6400-3CC11-7FD0   (6SE6400-3CR11-7FD0)	6SE6400-3TC14-5FD0 (6SE6400-3TR14-5FD0)
6SE6440-2UD38-8FB1	6SL3000-0CE32-3AA0   (6SE6400-3CR22-4FD0)	6SL3000-2BE32-1AA0
6SE6440-2UD41-1FB1	6SL3000-0CE32-8AA0   (6SE6400-3CR27-8FD0)	6SL3000-2BE32-6AA0
6SE6440-2UD41-3GB1	6SL3000-0CE33-3AA0   (6SE6400-3CR33-1GD0)	6SL3000-2BE33-2AA0
6SE6440-2UD41-6GB1	6SL3000-0CE35-1AA0   (6SE6400-3CR50-8GD0)	6SL3000-2BE33-8AA0
6SE6440-2UD42-0GB1		6SL3000-2BE35-0AA0

• 用于簡(jiǎn)單、方便地連接傳感器和執(zhí)行器
• 當(dāng)更換模塊時(shí)可保留接線
• 更換模塊時(shí)通過(guò)編碼避免發(fā)生模塊類型錯(cuò)誤

SIMATIC S7 I/O 模塊與傳感器/執(zhí)行器之間的接線是關(guān)系成本高低、配置、控制柜加工、購(gòu)置和維修方便性的關(guān)鍵因素。

通過(guò) SIMATIC TOP connect 系統(tǒng)電纜連接技術(shù)，可簡(jiǎn)便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠連接。

使用 TIA Selection Tool，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會(huì)自動(dòng)檢查合理性，并生成所選連接組件的部件列表，隨后就可以在西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中進(jìn)行訂購(gòu)。

兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設(shè)計(jì)：

模塊化連接

單獨(dú)插入每個(gè)組件。

該系統(tǒng)包括：

• 前連接器模塊
• 連接電纜
• 連接模塊，分為以下三種：基本模塊、信號(hào)模塊、功能模塊。

從而可以幾乎排除連接錯(cuò)誤，并將安裝費(fèi)用降到低?？上到y(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經(jīng)過(guò)預(yù)組裝或者可方便地進(jìn)行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開(kāi)銷。

完全模塊化連接設(shè)計(jì)（以 16 通道為例）

柔性連接

包括：

• 前連接器采用螺釘式或壓接式觸點(diǎn)
• 單芯前連接器
• 單芯線符合 UL/CSA 標(biāo)準(zhǔn)。

藍(lán)色單芯線上有編號(hào)，分別連接到控制柜內(nèi)的各個(gè)元件上。單芯線上的編號(hào)與前連接器的針腳編號(hào)對(duì)應(yīng)。

與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因?yàn)楣潭ǜ鱾€(gè)線芯時(shí)，已在接頭上對(duì)它們進(jìn)行過(guò)檢查。

因此，無(wú)需對(duì)每個(gè)模塊多達(dá)兩倍的 46 個(gè)線芯進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)組裝。