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S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能最為強大的 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

• 中端到高端性能范圍內(nèi)功能強大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
• 的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行*調(diào)整
• 可實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),適用十分靈活
• 連接方便
• *通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便,設(shè)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 中央控制器中同時運行。
  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?？梢詾槊總€ 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(jié)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*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。

6ES7410-5HN08-0AB0
6ES7410-5HX08-0AB0
6ES7412-1XF04-0AB0
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S7-400H

• 具有冗余設(shè)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(shè)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(shè)備。
• 包含 2 個單獨機架或一個分隔式中央機架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 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(shè)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。

應用

S7-400

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

SIMATIC S7-400 具有模塊化、無風扇設(shè)計和較高擴展能力,并具有的通信和網(wǎng)絡(luò)功能,可以簡便實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),用戶操作十分方便,因此成為中端到高端性能范圍內(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(shè)備制造,包括專用機械設(shè)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,因此擁有極高的工業(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(shè)備停機會產(chǎn)生極高的成本。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(shè)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?？梢允褂孟嗤臉藴使ぞ邔φ麄€工廠進行組態(tài)和編程。



設(shè)計

SIMATIC S7-400 有多個型號:

• S7-400:
  中、高端性能的功能強大的 PLC,具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風扇的設(shè)計。
• S7-400H:
  采用冗余設(shè)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(shè)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(shè)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 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口,最多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站?？梢詫⒆疃?256 個 PROFINET?IO 設(shè)備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外,在一個中央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):
  用于連接中央控制器和擴展單元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可帶有最多 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中央控制器時,則可以對 S7-400 進行擴展:

• 最多 21 個擴展單元:
  可將最多 21 個擴展單元 (EU) 連接到中央控制器 (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 中可將最多 6 個發(fā)送 IM 插到 CC 中(其中最多 2 個帶 5-V 電源),并可將最多 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。可將最多 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 中的最左側(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*一個 EU 之間的*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?？梢允褂?S7-400 EU 或 SIMATIC?S5 EU。
  • CC 和*一個 EU 之間的*線路距離:對于 S7 EU,約 100?m;對于 S5 EU 約 600?m。
• 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:
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186U
  • ER 701-2
  • ER 701-3

連接類型	*(總)電纜長度
本地鏈路,具有 5-V 電源,通過 IM 460-1 和 IM 461-1 實現(xiàn)	1.5?m
本地鏈路,無 5-V 電源,通過 IM 460-0 和 IM 461-0 實現(xiàn)	5?m
遠程鏈路,通過 IM?460-3 和 IM?461-3 實現(xiàn)	102.25?m
遠程鏈路,通過 IM?460-4 和 IM?461-4 實現(xiàn)	605?m





• 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,可以連接含有最多 125 個總線節(jié)點的總線。CC 與總線上*一個節(jié)點之間的*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)。
• PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 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(shè)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(shè)備可作為從站連接:

• 分布式 I/O 設(shè)備,例如ET 200
• 現(xiàn)場設(shè)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(shè)置
• HMI
• 建立涉及對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡(luò)拓撲
• 可選擇的連接選項:
  MPI 可以實現(xiàn)最多 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,可將最多 6 個擴展單元連接到 C 總線。
• MPI 的性能數(shù)據(jù):
  • 最多 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)*調(diào)整以滿足具體要求。例如,任意兩個 MPI 節(jié)點之間最多可以串入 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。隨后可以連接最多 32 個*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(shè)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(shè)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(shè)備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下組件:

• 2 個中央控制器:
  2 個單獨的 UR1/UR2 中央控制器,或一個分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個區(qū)域。
• 每個中央控制器有兩個同步模塊,用于通過光纜連接兩個設(shè)備。
• 每個中央控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
• 中央控制器中具有 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(shè)備。

中央功能采用冗余設(shè)計?？蓪?I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型。

通?？捎玫?I/O(單側(cè)配置)

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

在 I/O 尋址設(shè)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中央控制器。發(fā)生故障時,受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。

單側(cè)配置用于:

• 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(shè)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(shè)計,但它們將由兩個中央控制器通過冗余 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(shè)備中。

通過 PROFIBUS?DP 連接到中央控制器。

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)*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(shè)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?？捎捎脩魧θ哂喙δ苓M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 NET-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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用。

通信

中央控制器和 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,如專用安全總線。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)和國際標準:

• 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》。

設(shè)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(shè)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。
• 最小限度的插槽規(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 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 PROFINET 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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)(最多可達 16 個 GD 數(shù)據(jù)包,每個循環(huán)的* 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(luò)上連接有 S7-300,則數(shù)據(jù)交換限制為* 22 字節(jié)。全局數(shù)據(jù)通信可通過 MPI 來實現(xiàn)。可使用 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 PROFINET/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(shè)備之間的通信服務。

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 PROFINET 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
• PROFINET 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 PROFINET 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 可確保精確重現(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)*精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供*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(shè)置參數(shù)。

CiR(即運行時組態(tài))功能可在設(shè)備運行期間實現(xiàn)設(shè)備擴展和轉(zhuǎn)換,從而降低設(shè)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(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(shè)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(shè)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(shè)置了參數(shù),則僅在相應的參數(shù)設(shè)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。