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S7-300

一般步驟

S7-300自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。

一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對(duì)應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計(jì)數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負(fù)載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時(shí)連接中央控制器 (CC) 和擴(kuò)展裝置 (EU)。
  通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴(kuò)展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運(yùn)行，并且無需風(fēng)扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴(kuò)展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護(hù)等級(jí)為 IP20 機(jī)柜內(nèi)使用時(shí)，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機(jī)柜和 IP65 外殼。

設(shè)計(jì)

簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù)：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線： 
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機(jī)械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時(shí)，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯(cuò)插到其他的模塊上。
• 現(xiàn)場證明可靠的連接：
  對(duì)于信號(hào)模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號(hào)模塊上接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護(hù)。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。
• 無插槽規(guī)則:
  信號(hào)模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴(kuò)展

若用戶的自動(dòng)化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí)，則可對(duì) S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴(kuò)展：

• 中央控制器和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架多可連接32個(gè)模塊：
  總共可將 3 個(gè)擴(kuò)展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個(gè) CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動(dòng)處理與擴(kuò)展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴(kuò)展：
    1 個(gè)擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過擴(kuò)展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴(kuò)展：
    3 個(gè)擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠(yuǎn)距離為 10m。
• 單獨(dú)安裝：
  對(duì)于單獨(dú)的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達(dá) 10m。
• 靈活的安裝選項(xiàng)：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器
• 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個(gè)。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
• 現(xiàn)場設(shè)備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場設(shè)備

通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請(qǐng)參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊(cè)的供貨范圍之內(nèi)。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
  “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
  • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項(xiàng)：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間多可以開啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機(jī)
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機(jī)器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動(dòng)控制器
• 其它廠商設(shè)備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計(jì)的方式運(yùn)行：

• ET 200M 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用

1FN3 直線電機(jī)，初級(jí)部分

直線電機(jī) 1FN3 與 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或 SIMODRIVE 611 數(shù)字/通用 HRS 一起使用，可以形成一個(gè)的直線直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，滿足先進(jìn)的機(jī)器結(jié)構(gòu)要求。

電機(jī)由主傳動(dòng)裝置和從動(dòng)裝置組成，接地元件很少。主傳動(dòng)裝置具有固定尺寸，從動(dòng)裝置可以根據(jù)所需長度由幾段組成。通過電機(jī)的并行運(yùn)行，饋送率受力和長度都可以擴(kuò)展超過現(xiàn)有范圍。

• 突出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和極快的移動(dòng)速度
• 高精度
• 安裝簡便
• 非接觸驅(qū)動(dòng)力傳遞，傳動(dòng)部件無磨損

直線直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)就是避免了彈性、游隙和摩擦效果以及傳動(dòng)時(shí)的自然振動(dòng)。由此可實(shí)現(xiàn)較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和精度。如果使用相應(yīng)的測量系統(tǒng)和在溫度條件下，電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位。

峰值負(fù)載型

用于暫時(shí)加速的機(jī)械軸（如 S3 負(fù)載）或者短時(shí)間內(nèi)需要較大力的場合

主要應(yīng)用領(lǐng)域：

• 高動(dòng)態(tài)性、柔性機(jī)床及生產(chǎn)機(jī)器建造
• 激光加工
• 裝卸

連續(xù)負(fù)載型

用于加速度不斷變化、過程/重力較大或無水冷運(yùn)行時(shí)的機(jī)械軸中（如 S1負(fù)載）。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：

• 磨削
• 非圓加工，例如，振蕩應(yīng)用
• Z 軸，無重力補(bǔ)償，空心軸
• 裝卸，直角坐標(biāo)型機(jī)器人

簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，無需滾珠絲杠、聯(lián)軸器或皮帶等傳動(dòng)部件，可顯著提高傳動(dòng)部件的可靠性。

主傳動(dòng)裝置中的熱量可通過集成的液體冷卻系統(tǒng)耗散掉。通過可選的 Thermo-Sandwich 雙回路冷卻系統(tǒng)，可將電機(jī)的熱量從機(jī)器上排除，它也是一種價(jià)格較低的冷卻設(shè)計(jì)。

主傳動(dòng)裝置采用不銹鋼封裝，可較高的機(jī)床機(jī)械剛性和耐污性能（這種油污用于機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)器中）以及耐腐蝕性。另外，由于空氣隙大，對(duì)安裝表面的要求低。空氣隙的安裝誤差為± 0.3 mm。

設(shè)計(jì)型號(hào)

1FN3 直線電機(jī)可作為一種單邊電機(jī)或雙邊電機(jī)提供。

• 單邊電機(jī)
  單邊電機(jī)包括一個(gè)與相關(guān)次級(jí)部分平行安裝的初級(jí)部分。
• 雙邊電機(jī)
  雙邊型電機(jī)的特殊次級(jí)部分位于兩個(gè)初級(jí)部分之間（一個(gè)帶有標(biāo)準(zhǔn)繞組的初級(jí)部分和一個(gè)帶互補(bǔ)繞組的初級(jí)部分）。雙側(cè)電機(jī)設(shè)計(jì)尤其適用于可移動(dòng)從動(dòng)裝置應(yīng)用以及快速加速的小行程加工應(yīng)用（例如偏心加工）。

1FN3 直線電機(jī)，初級(jí)部分

直線電機(jī) 1FN3 與 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或 SIMODRIVE 611 數(shù)字/通用 HRS 一起使用，可以形成一個(gè)的直線直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，滿足先進(jìn)的機(jī)器結(jié)構(gòu)要求。

電機(jī)由主傳動(dòng)裝置和從動(dòng)裝置組成，接地元件很少。主傳動(dòng)裝置具有固定尺寸，從動(dòng)裝置可以根據(jù)所需長度由幾段組成。通過電機(jī)的并行運(yùn)行，饋送率受力和長度都可以擴(kuò)展超過現(xiàn)有范圍。

簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，無需滾珠絲杠、聯(lián)軸器或皮帶等傳動(dòng)部件，可顯著提高傳動(dòng)部件的可靠性。

主傳動(dòng)裝置中的熱量可通過集成的液體冷卻系統(tǒng)耗散掉。通過可選的 Thermo-Sandwich 雙回路冷卻系統(tǒng)，可將電機(jī)的熱量從機(jī)器上排除，它也是一種價(jià)格較低的冷卻設(shè)計(jì)。

主傳動(dòng)裝置采用不銹鋼封裝，可較高的機(jī)床機(jī)械剛性和耐污性能（這種油污用于機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)器中）以及耐腐蝕性。另外，由于空氣隙大，對(duì)安裝表面的要求低?？諝庀兜陌惭b誤差為± 0.3 mm。

設(shè)計(jì)型號(hào)

1FN3 直線電機(jī)可作為一種單邊電機(jī)或雙邊電機(jī)提供。

• 單邊電機(jī)
  單邊電機(jī)包括一個(gè)與相關(guān)次級(jí)部分平行安裝的初級(jí)部分。
• 雙邊電機(jī)
  雙邊型電機(jī)的特殊次級(jí)部分位于兩個(gè)初級(jí)部分之間（一個(gè)帶有標(biāo)準(zhǔn)繞組的初級(jí)部分和一個(gè)帶互補(bǔ)繞組的初級(jí)部分）。雙側(cè)電機(jī)設(shè)計(jì)尤其適用于可移動(dòng)從動(dòng)裝置應(yīng)用以及快速加速的小行程加工應(yīng)用（例如偏心加工）。

用于 12 脈沖運(yùn)行的 SINAMICS DC MASTER

對(duì)于 12 脈沖運(yùn)行的情況，兩部 SINAMICS DC MASTER 轉(zhuǎn)換器提供 30 度偏移的電壓。該組態(tài)會(huì)降低諧波。每部 SINAMICS DC MASTER 傳輸總電流的一半。其中一部 SINAMICS DC MASTER 裝置使用閉環(huán)速度控制運(yùn)行，另一部使用閉環(huán)電流控制運(yùn)行。進(jìn)行了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，用于從第一部 SINAMICS DC MASTER 向第二部傳輸電流設(shè)置值。

用于 12 脈沖運(yùn)行的直流電路中需要平波電抗器。

計(jì)算平波電抗器

• 兩部變頻器都需要平波電抗器。電抗器包含有一個(gè) 2 值電抗器；這意味著電抗器的自感可以限定兩個(gè)電流值。
• 電抗器根據(jù)直流電抗器電流的 rms 值確定熱規(guī)格。

計(jì)算所需的自感

1. 0.2 × I_dN (L_D1) 時(shí)的電抗器電感

2. I_dmax (L_D2) 時(shí)的電抗器電感

• 50 Hz 線路頻率下的電感

L_D1 = 0.296 × 10^-3 × V_di/(0.2 × I_dN)

L_D2 = 0.296 × 10^-3 × V_di/(0.33 × I_dmax)

• 60 Hz 線路頻率下的電感

L_D1 = 0.24 × 10^-3 × V_di/(0.2 × I_dN)

L_D2 = 0.24 × 10^-3 × V_di/(0.33 × I_dmax)

L = 電感，[H]

I_dN 直流電機(jī)的額定直流電流的一半

I_dmax 直流電機(jī)的大電流的一半

V_di = 1.35 × V_N

V_N 額定電源電壓

12 脈沖運(yùn)行

EMC 符合性安裝說明

這些安裝說明沒有聲明包含所有的裝置細(xì)節(jié)和版本信息，也沒有聲明考慮到了全部可能的運(yùn)行情況和應(yīng)用情況。

對(duì)于針對(duì)您的特定應(yīng)用沒有獲得足夠的詳細(xì)信息無法處理的情況，可以向西門子地區(qū)辦事處的聯(lián)絡(luò)人員咨詢其他信息或具體的問題。

這些安裝說明的內(nèi)容不會(huì)形成或修改之前或現(xiàn)有的合同、協(xié)議或法律關(guān)系。特定的銷售合同表達(dá)了西門子 AG 公司總體義務(wù)。西門子 AG 公司只接受合同中規(guī)定的擔(dān)保。這些安裝說明中包含的任何聲明不構(gòu)成新的擔(dān)保條款，也不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的擔(dān)保條款造成改動(dòng)。

有關(guān) EMC 的基本信息

什么是 EMC

EMC 是“電磁兼容性”的縮寫，描述了一件設(shè)備在電磁環(huán)境中能夠良好工作，而且不對(duì)環(huán)境中的其他設(shè)備造成不可接受的干擾的能力。因此，各種裝置都應(yīng)該相互干擾。

根據(jù) EMC 指令，SINAMICS DC MASTER 裝置根本不能表述成裝置，二只能描述成設(shè)計(jì)用于安裝在整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)工廠中的“組件”。但是為了澄清，在許多情況下使用了“裝置”（unit）這一統(tǒng)稱。

干擾輻射和抗干擾

EMC 取決于裝置在環(huán)境中表現(xiàn)出的兩種特性：干擾輻射和抗干擾性電氣裝置可以是干擾源（發(fā)射器），也可以是潛在的敏感設(shè)備（接收器）。

當(dāng)現(xiàn)有的干擾源不會(huì)破壞潛在的敏感設(shè)備的功能時(shí)，才能確保滿足電磁兼容性。

有些設(shè)備甚至可能同時(shí)是干擾源和潛在的敏感設(shè)備：例如，變頻器裝置的電源部分應(yīng)該被視為一個(gè)干擾源，而控制裝置可以被看做是潛在的敏感設(shè)備。

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3

對(duì)“變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”的電磁兼容性要求在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 進(jìn)行了說明。變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（或電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) PDS）由驅(qū)動(dòng)變頻器和電機(jī)（含電纜）組成。被驅(qū)動(dòng)機(jī)器不構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分。EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)定義了與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位置有關(guān)的不同極限值，稱為第一和第二環(huán)境。

住宅建筑物或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接連接到公共低壓供電而沒有使用中間變壓器的場所定義為第一環(huán)境。

第二環(huán)境一詞是指居住區(qū)以外的所有場所。它們基本上都是通過自己的變壓器由中壓電網(wǎng)供電的工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。

第一和第二環(huán)境的定義

根據(jù)所處位置和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需電力，標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 Ed.2 中定義了四個(gè)不同類別：

類別 C1： 額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可在第一環(huán)境中不受限制地使用。

類別 C2：額定電壓 < 1 000 V 的定速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在第二環(huán)境中使用。如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由合格的人員進(jìn)行購買和安裝，也可以在第一環(huán)境中使用。必須要遵守制造商提供的警告信息和安裝說明。

類別 C3：額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，只能在第二環(huán)境中使用。

類別 C4：額定電壓 ≥ 1000 V 或額定電流 ≥ 400 A，可在第二環(huán)境中的復(fù)雜系統(tǒng)中使用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

下圖顯示了四個(gè)類別是如何分配用于第一和第二環(huán)境的：

類別 C1 到 C4 的定義

SINAMICS DC MASTER 裝置幾乎總是可以用在第二環(huán)境中（類別 C3 和 C4）。

當(dāng)用在 C2 類的系統(tǒng)中時(shí)，需要配備無線干擾抑制濾波器和換相電抗器。

SINAMICS DC MASTER 滿足 EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)第二環(huán)境的抗干擾要求，因而也滿足要求更低的第一環(huán)境要求。

標(biāo)準(zhǔn) EN 55011

某些條件下，要求滿足標(biāo)準(zhǔn)EN 55011。它限定了工業(yè)和住宅環(huán)境中干擾發(fā)射的極限值。在標(biāo)準(zhǔn)化的條件下，在線路通電連接上測得的傳導(dǎo)干擾值被稱為干擾電壓；而測得的電磁輻射干擾被稱為無線干擾。

該標(biāo)準(zhǔn)定義了“A1和敗癇1極限值，對(duì)于干擾電壓來說，它們是指”150 kHz - 30 MHz 的范圍；而對(duì)于無線干擾來說，是 30 MHz - 2 GHz 范圍。由于 SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置用在工業(yè)一個(gè)用中，它們受極限值“A1”限制。為了達(dá)到極限值“A1”， SINAMICS DC MASTER 裝置必須配備外部無線干擾抑制濾波器和換相電抗器。

SINAMICS DC MASTER，工業(yè)應(yīng)用

工業(yè)應(yīng)用要求裝置能夠表現(xiàn)出極高等級(jí)的抗干擾性，但是相比之下載干擾輻射等級(jí)方面的要求要低得多。

SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置時(shí)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器（如接觸器和開關(guān)）的組件。合格的人員必須把它們整合到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中才能使用，系統(tǒng)低標(biāo)準(zhǔn)也要包含變頻器裝置、電機(jī)電纜和電機(jī)。大多數(shù)情況下還需要換相電抗器和保險(xiǎn)。因此，是否需要遵守極限值由正確已安裝組件決定。將干擾輻射等級(jí)限制在極限值“A1內(nèi)不僅需要變頻器本身，至少還需要無線干擾抑制濾波器和換相電抗器?！睕]有無線干擾抑制濾波器，SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置的干擾輻射等級(jí)會(huì)超過EN 55011 規(guī)定的極限值“A1”。

如果驅(qū)動(dòng)器形成了工廠或系統(tǒng)的組成部分，它初不需要滿足任何干擾輻射要求。但是，EMC 法規(guī)沒有規(guī)定工廠或系統(tǒng)作為一個(gè)整體必須與自己的環(huán)境電磁兼容。

如果工廠或系統(tǒng)中所有的控制組件（例如 PLC）都表現(xiàn)出適合工業(yè)應(yīng)用的抗干擾等級(jí)，則沒有必要讓每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都符合限制值“A1”。

無接地線供電

在一些工業(yè)領(lǐng)域中為了提高工廠的可用性，會(huì)使用無接地線供電（IT 線供電）。在發(fā)生接地故障時(shí)，沒有故障電流，工廠可以繼續(xù)生產(chǎn)。但是，與無線干擾抑制濾波器相配合，在發(fā)生故障時(shí)，故障電流會(huì)引起驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷，或者甚至損壞無線干擾抑制濾波器。因此，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)這種線路供電定義任何極限值。從經(jīng)濟(jì)角度看，在供電變壓器的接地的原邊應(yīng)該考慮必要的 EMC 符合性。

EMC 的規(guī)劃

如果兩部裝置不電磁兼容性，您可以降低干擾源的干擾發(fā)射等級(jí)或者提高潛在的敏感設(shè)備的抗干擾等級(jí)。

干擾源一般是高功耗的電力電子裝置。要降低它們的干擾輻射等級(jí)，需要復(fù)雜的濾波器。潛在的敏感設(shè)備通常是控制裝置或傳感器，包括它們的求值電路。提高低額定功率的裝置的抗干擾能力涉及的成本更低一些。這意味著從經(jīng)濟(jì)的角度看，提高抗干擾性對(duì)于工業(yè)應(yīng)用來說比降低干擾輻射等級(jí)是成本更有利的方案。例如，要維持 EN 55011 的極限值等級(jí) A1，150 到 500 kHz 之間線路供電連接點(diǎn)無線干擾電壓可以大達(dá)到79 dB (μV)，而在500 kHz 到 30 MHz 之間，大值可達(dá)到 73 dB (μV) (9 或 4.5 mV)。

在工業(yè)應(yīng)用中，裝置間的 EMC 應(yīng)該基于仔細(xì)的平衡干擾輻射等級(jí)和抗干擾等級(jí)。

獲得 EMC 符合性經(jīng)濟(jì)有效的措施是在物理上對(duì)干擾源和潛在的敏感設(shè)備進(jìn)行隔離——假定您在機(jī)器/工廠的設(shè)計(jì)階段就考慮到了這種方案。首先，有必要確定是否使用的設(shè)備是潛在的干擾源或者潛在的敏感設(shè)備。在這種情況下，例如變頻器裝置和接觸器可以被算作干擾源。而潛在的敏感設(shè)備包括 PLC、編碼器、傳感器等等。

控制機(jī)柜中的組件（干擾源和潛在敏感設(shè)備）必須進(jìn)行物理隔離，通過隔板，或者在必要情況下把它們安裝在金屬外殼里。

符合 EMC 的驅(qū)動(dòng)器安裝（安裝說明）

一般信息

不僅僅是驅(qū)動(dòng)器會(huì)工作在各種各樣的環(huán)境中，而且所使用的電氣組件（控制和開關(guān)模式電源等等）在抗干擾能力和干擾輻射等級(jí)方面差別也會(huì)很大，這就意味著對(duì)各種安裝準(zhǔn)則都需要進(jìn)行部分的折中。因此，假定進(jìn)行獨(dú)立的測量，就可能根據(jù)實(shí)際情況對(duì) EMC 規(guī)定有一定的偏離。

為了確保您用在惡劣的電氣環(huán)境中的控制機(jī)柜能夠?qū)崿F(xiàn)電磁兼容性（EMC），在建設(shè)和設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該遵守相關(guān)的法律團(tuán)體要求的標(biāo)準(zhǔn)，以及以下列出的 EMC 規(guī)定。

規(guī)定 1 到 10 普遍有效。規(guī)定 11 到 15 必須遵守，以便滿足干擾輻射標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)符合 EMC 的安裝的規(guī)定

規(guī)定 1
控制機(jī)柜的所有金屬部件都要通過大面積接觸互聯(lián)進(jìn)行良好的電氣連接（不得在漆面上噴涂！）。如果有必要，應(yīng)使用接觸圈或鋸齒墊圈。機(jī)柜門必須使用短的接地條連接到機(jī)柜上（在頂部、中間和底部）。

規(guī)定 2
在機(jī)柜中以及相鄰機(jī)柜（適用情況下）中的接觸器、繼電器、電磁閥、機(jī)電運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器等等必須配備阻尼組合裝置，如 RC 元件、變阻器、二極管等等。保護(hù)電路必須直接連接到專門的線圈上。

規(guī)定 3
信號(hào)線 ¹⁾ 應(yīng)該盡可能的在機(jī)柜內(nèi)只從一個(gè)高度走線。

規(guī)定 4
同一電路中的非屏蔽線（進(jìn)出導(dǎo)線）必須可能的情況下進(jìn)行絞合，或盡量減小它們的距離，以防止形成不必要的框架天線形狀。

規(guī)定 5
在機(jī)柜地的兩端連接備用線(地 ²⁾)。這可以獲得額外的屏蔽效果。

規(guī)定 6
避免不必要的電纜過長。這樣可以降低耦合電容和自感。

規(guī)定 7
如果電纜走線靠近控制機(jī)柜地，可以大大降低串?dāng)_。因此，不要隨意在機(jī)柜內(nèi)走線，而應(yīng)該盡量靠近外殼或安裝板。這也是用于備用線。

規(guī)定 8
信號(hào)線和電力線必須物理隔離（防止出現(xiàn)耦合通路！）。必須遵守小距離 20cm 的原則。

如果對(duì)編碼器線和電機(jī)線無法進(jìn)行物理隔離，則必須使用隔板或金屬導(dǎo)管對(duì)編碼器線進(jìn)行去耦合。隔板和金屬導(dǎo)管必須進(jìn)行多點(diǎn)接地。

規(guī)定 9
數(shù)字信號(hào)線屏蔽應(yīng)在兩端接地（源和目的端），確保大接觸面積和良好的導(dǎo)電性。在屏蔽連接之間出現(xiàn)不良的等電位聯(lián)結(jié)時(shí)，可以另外用一根截面積至少為10 mm² 的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線與屏蔽線并聯(lián)，以便降低屏蔽線電流。一般來說，屏蔽也可以多點(diǎn)連接到機(jī)柜外殼（地）。屏蔽可以甚至可以在控制機(jī)柜外連接多次。

應(yīng)該避免使用薄片型屏蔽，它們的效果至少比編織屏蔽低 5 倍。

規(guī)定 10
如果等電位聯(lián)結(jié)良好，模擬信號(hào)線的屏蔽可以在兩端連接到地上（必須接觸面積大、導(dǎo)電性良好?。?。如果所有金屬部件都通過良好的電氣連接互聯(lián)了，而電子組件都從獨(dú)立的電源供電，則可以假定等電位聯(lián)結(jié)良好。

在一端連接屏蔽可以防止耦合低頻和電容性干擾（例如 50H在低頻干擾）。在這種情況下，屏蔽應(yīng)該連接到控制機(jī)柜上；還可以使用獨(dú)立的電線連接屏蔽。

規(guī)定 11
確保無線干擾抑制濾波器的位置靠近可疑的干擾源。濾波器必須固定在機(jī)柜外殼、安裝盤等位置上，并大面積接觸。進(jìn)線和出現(xiàn)必須物理隔離。

規(guī)定 12
必須使用無線干擾抑制濾波器，以便滿足等級(jí) A1 的極限值。其他負(fù)載必須連接上游濾波器（線路側(cè)）。

使用的控制方式以及控制柜其它方面的布線決定了是否需要額外安裝線路濾波器。

規(guī)定 13
勵(lì)磁電路中必須包含換相電抗器，用于控制勵(lì)磁電源。

規(guī)定 14
變頻器的電樞電路中必須包含換相電抗器。

規(guī)定 15
電機(jī)線不必加屏蔽。在線路供電饋線和電機(jī)線之間至少必須流出 20cm 間隙。如果有必要，應(yīng)該使用金屬隔板。

下圖所示的機(jī)柜設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)用于幫助用戶熟悉 EMC 關(guān)鍵部件。該實(shí)例沒有聲明給出了所有可能的機(jī)柜組件或設(shè)計(jì)方案。

其它細(xì)節(jié)圖顯示了總圖中沒有清晰顯示的細(xì)節(jié)，它們也可能在抑制機(jī)柜的干擾/干擾輻射等級(jí)以及處理不同的屏蔽連接技術(shù)方面發(fā)揮作用。

換相電抗器和無線干擾濾波器的布置

另一個(gè)截面圖顯示了無線干擾抑制濾波器和換相電抗器是如何布置在 SINAMICS DC MASTER 里面的。必須遵守電抗器和濾波器的安裝順序規(guī)定。線路側(cè)和裝置側(cè)的濾波器電纜必須物理隔離。

了解如何為半導(dǎo)體保護(hù)裝置選擇保險(xiǎn)的信息，請(qǐng)參考標(biāo)題為“線路熔斷器”的部分。

機(jī)柜設(shè)計(jì)舉例——使用了高電流 850 A 的SINAMICS DC MASTER

對(duì)機(jī)柜的電纜入口加屏蔽

控制柜內(nèi)部的屏蔽

用于 SINAMICS DC MASTER 勵(lì)磁電源部分的無線干擾抑制濾波器

無線電干擾抑制濾波器

屏蔽連接

屏蔽連接

(1) 銅母線上的連接端子，大電纜直徑 15 mm

(2) 銅母線上的安裝端子，大電纜直徑 10 mm

(3) 裸金屬電梳型/鋸齒母線上的金屬管或電纜扎匝

(4)  電纜支撐軌上的安裝卡，帶金屬背板

變頻器裝置組件的布置

電抗器和無線干擾濾波器的布置

(1) 勵(lì)磁電路中的換相電感根據(jù)額定電機(jī)勵(lì)磁電流確定規(guī)格。

(2) 電樞電路中的換相電抗器根據(jù)額定電機(jī)電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。

(3) 用于電樞電路中的無線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機(jī)電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。

(4) 用于勵(lì)磁電路的無線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機(jī)勵(lì)磁電流確定規(guī)格。

(5) 電子裝置電源本身不需要無線干擾抑制濾波器。
電流消耗在 400 V 時(shí)為 1A，230V 時(shí)為 2A。

(6) 如果電樞電路、勵(lì)磁電路和電子裝置電源的電源電壓相同，則用于勵(lì)磁和電子裝置電源的電壓可以從用于電樞電路的無線干擾濾波器后面提取。

¹⁾信號(hào)定義為：
數(shù)字信號(hào)線：
脈沖編碼器信號(hào)線，
串口，如 PROFIBUS-DP 或
模擬信號(hào)線，如 ± 10 V 設(shè)定值線。

²⁾一般來說，“地”是指所有可以連接到保護(hù)導(dǎo)線上的金屬導(dǎo)電部件，例如機(jī)柜外殼、電機(jī)外殼或地基地等等。

第一代精簡面板

• 3 英寸至 15 英寸理想的入門級(jí)系列，用于操作員控制和監(jiān)控緊湊型機(jī)器和系統(tǒng)
• 由于使用像素圖形顯示屏，可以清晰顯示過程
• 使用觸摸屏和觸覺功能鍵實(shí)現(xiàn)直觀的操作
• 配備所有必要的基本功能，如警報(bào)記錄、配方管理、繪圖、矢量圖形和語言切換
• 通過集成的以太網(wǎng)接口或帶有 RS485/422 的單獨(dú)型號(hào)，可以簡單連接到控制器
• 具有用于 SIMATIC S7-1200 和 S7-1500 PLC 的集成診斷查看器和 IP 設(shè)置，調(diào)試更快速

• 全集成自動(dòng)化 (TIA) 的組成部分： 
  提高生產(chǎn)率，大限度降低工程組態(tài)開銷，降低生命周期成本
  • 由于采用垂直配置（4" 和 6" 設(shè)備），即使在安裝空間受限時(shí)也可使用
  • 縮短組態(tài)和調(diào)試時(shí)間
  • 具有免維護(hù)的設(shè)計(jì)，背光顯示屏的使用壽命長，維修方便
• 由于具有輸入/輸出字段、矢量圖形、趨勢曲線、條形圖、文本和位圖等，可簡單、方便地顯示過程值
• 含有現(xiàn)成圖形對(duì)象的圖形庫
• 可在全球范圍使用
  • 可組態(tài) 32 種語言（包括亞洲和西里爾字符集）
  • 可在多達(dá) 5 種語言間在線切換
  • 取決于語言的文本和圖形

SIMATIC HMI 精簡型面板在安裝方面與面板和多功能面板產(chǎn)品系列的現(xiàn)有觸控型設(shè)備兼容。

KP300 精簡型單色 PN

• 3.6" FSTN 像素級(jí)，單色
• 1 個(gè)以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸控設(shè)備，配備 10 個(gè)功能鍵和 10 個(gè)系統(tǒng)鍵。
• 文本顯示屏（TD 100C、TD 200/TD 200C、TD 400C）以及 OP 73、OP 73micro 的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品。

KTP400 精簡型單色 PN

• 3.8" STN 單色
• 1 個(gè)以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 4 個(gè)觸覺功能鍵

KTP400 精簡型彩色 PN

• 4.3" 寬屏 TFT 顯示屏
• 1 個(gè)以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 4 個(gè)觸覺功能鍵

KP400 精簡型彩色 PN

• 4.3" 寬屏 TFT 顯示屏
• 1 個(gè)以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 帶 8 個(gè)功能鍵和 26 個(gè)系統(tǒng)鍵的薄膜鍵盤
• OP 77A 的后繼產(chǎn)品

KTP600 精簡型單色 PN

• 5.7" STN，單色
• 1 個(gè)以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 6 個(gè)觸覺功能鍵
• TP 177micro/TP 177A 的創(chuàng)新后續(xù)產(chǎn)品

KTP600 精簡型彩色 PN 或 DP

• 5.7" TFT，256 色
• 1 個(gè)以太網(wǎng)接口 (TCP/IP, PROFINET) 或 1 個(gè) RS 485/422 接口（MPI、PROFIBUS DP；單獨(dú)型號(hào)）
• 觸摸屏和 6 個(gè)觸覺功能鍵
• TP 177micro/TP 177A 的創(chuàng)新后續(xù)產(chǎn)品

KTP1000 精簡型彩色 PN 或 DP

• 10.4" TFT，256 色
• 以太網(wǎng)接口 (TCP/IP, PROFINET) 或 1 個(gè) RS 485/422 接口（MPI、PROFIBUS DP；單獨(dú)型號(hào)）
• 觸摸屏和 8 個(gè)觸覺功能鍵

TP1500 精簡型彩色 PN

• 15.0" TFT，256 色
• 1 個(gè)以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏

• 輸入/輸出字段，
  用于顯示和修改過程參數(shù)
• 按鈕
  用于直接觸發(fā)功能和動(dòng)作。按鈕上多可同時(shí)配置 16 種功能。
• 圖形
  可以用作圖標(biāo)以代替功能鍵或按鈕的文本標(biāo)簽。它們還可以用作全屏背景圖像。
  該組態(tài)工具包含帶有大量圖形和各種對(duì)象的庫。所有帶有 OLE 接口的編輯器都可用作圖形編輯器（如 Paint Shop，Designer 或者 CorelDraw）
• 矢量圖形
  可以在組態(tài)工具中直接創(chuàng)建簡單幾何形狀（直線，圓和矩形）
• 固定文本
  用于以任何字號(hào)來標(biāo)記功能鍵、過程圖像和過程值
• 曲線功能和直方圖
  用于圖形化顯示動(dòng)態(tài)值
• 語言切換：
  • 5 種在線語言、32 種組態(tài)語言，包括亞洲語言和西里爾字符組
  • 取決于語言的文本和圖形
• 可按照各領(lǐng)域的要求進(jìn)行用戶管理（信息安全）
  • 通過用戶名和密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證
  • 特定用戶組的權(quán)限
• 消息系統(tǒng)
  • 獨(dú)立消息
  • 模擬消息
  • 具有可自由定義的消息級(jí)別（如狀態(tài)/故障消息），用于定義確認(rèn)響應(yīng)和顯示消息事件
  • 消息歷史
• 配方管理
• 幫助文本
  用于過程畫面、消息和變量
• 算術(shù)函數(shù)
• 限值監(jiān)控
  用于輸入和輸出的可靠過程控制
• 指示燈
  用于指示機(jī)器和設(shè)備狀態(tài)
• 調(diào)度程序用于在發(fā)生全局事件時(shí)執(zhí)行全局功能
• 模板概念用于創(chuàng)建畫面模板（在模板中組態(tài)的畫面元素將出現(xiàn)在每個(gè)畫面中）
• 可以通過如下方法簡單進(jìn)行維護(hù)和組態(tài)：
  • 用 ProSave 在 PC 上備份和恢復(fù)組態(tài)、操作系統(tǒng)和固件
  • 通過 MPI/PROFIBUS DP 或 PROFINET 下載組態(tài)
  • 自動(dòng)傳輸識(shí)別
  • 進(jìn)行具體的對(duì)比度或亮度設(shè)置（6" 彩色除外）和校準(zhǔn)
  • 清潔屏幕
  • 無須電池

組態(tài)

使用工程組態(tài)軟件 SIMATIC WinCC Basic/Comfort/Professional 或 SIMATIC STEP 7 Basic（帶集成的 WinCC Basic）進(jìn)行組態(tài)。

KTP400 精簡型單色 PN 以及所有 6" 至 15" 設(shè)備也可使用 SIMATIC WinCC flexible Compact、Standard 或 Advanced 組態(tài)軟件來組態(tài)。

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)。
• 模式選擇開關(guān)
• 系統(tǒng)功能

SIMATIC S7-400 符合以下國內(nèi)和國際標(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（美國船級(jí)社）
  • BV（法國船級(jí)社）
  • DNV（挪威船級(jí)社）
  • GL（德國勞氏船級(jí)社）
  • LRS（英國勞氏船級(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(jī)架中。
• 模塊更換簡單，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 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)并通過蓋板來保護(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：

• 過程通信；
  通過總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對(duì) I/O 模塊進(jìn)行循環(huán)尋址（交換過程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級(jí)調(diào)用過程通信
• 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。
• 通過通信功能進(jìn)行事件驅(qū)動(dòng)型通信。

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

全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)

通過 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 可以訪問另一個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲(chǔ)器/過程映像。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 MPI 來實(shí)現(xiàn)?？墒褂?STEP 7 來執(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 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。

這些包括：

• 通過 MPI 和 PROFIBUS S7 進(jìn)行的 S7 通信。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)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(shè)備之間的通信。

這些包括：

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

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 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 頁面。方便地將 S7-400 的過程變量分配給 HTML 對(duì)象。
• 使用標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行遠(yuǎn)程編程，甚至可通過電話網(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 器內(nèi)提供安全機(jī)制。

等時(shí)同步模式

通過等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能，可通過連接到等時(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，可用來處理運(yùn)動(dòng)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(wù)。

在分布式自動(dòng)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(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 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)控來自過程的信號(hào)（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號(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)置無關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），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)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號(hào)，并且可以觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級(jí)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(duì)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：
  在高端性能范圍內(nèi)具有較高要求的工廠。
• CPU 417-4 DP：
  在高端性能范圍內(nèi)具有極嚴(yán)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(dòng)化系統(tǒng)，適用于具有較高安全要求的工廠。

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(dòng)開關(guān)： 
  用于選擇運(yùn)行模式。
• 存儲(chǔ)器卡插槽（擴(kuò)展裝載存儲(chǔ)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 PROFINET。 每個(gè)模板有一個(gè)雙口的 PROFINET 接口。

高端 CPU 還具有：

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

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